UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE CIENCIAS...

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES

TESIS “APLICACIÓN DE TÉCNICAS DENDROCRONOLÓGICAS EN Pinus pseudostrobus

Lindl. Y Quercus canbyi Trel. PARA ANALIZAR LA INFLUENCIA CLIMÁTICA Y EL CAMBIO DE USO DE SUELO”

PRESENTA

ING. VICENTA CONSTANTE GARCÍA

COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRÍA EN CIENCIAS FORESTALES

DICIEMBRE, 2015

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES

SUBDIRECCIÓN DE POSGRADO

TESIS “APLICACIÓN DE TÉCNICAS DENDROCRONOLÓGICAS EN Pinus pseudostrobus

Lindl. Y Quercus canbyi Trel. PARA ANALIZAR LA INFLUENCIA CLIMÁTICA Y EL CAMBIO DE USO DE SUELO”

PRESENTA

ING. VICENTA CONSTANTE GARCÍA

COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRÍA EN CIENCIAS FORESTALES

LINARES, NUEVO LEÓN, MÉXICO. DICIEMBRE, 2015

APLICACIÓN DE TÉCNICAS DENDROCRONOLÓGICAS EN Pinus pseudostrobus Lindl. Y Quercus canbyi Trel. PARA ANALIZAR LA INFLUENCIA CLIMÁTICA Y EL CAMBIO DE USO DE SUELO.


DEDICATORIA

Dedico este trabajo a mi pequeño compañero, mi hijo:

Luis Gerardo Carbajal Constante

A mi Señora Madre y a mi Señor Padre:

Julia y Manuel

A mi hermana Jesu

Así como a la alegría de entender la

naturaleza a través de sus distintas formas

de hablar.


AGRADECIMIENTOS

Agradezco al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México (CONACYT), por el financiamiento para la realización del presente trabajo.

De igual forma, agradezco al Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), por el apoyo dado a la realización de mis estudios de Posgrado.

Gracias a la Facultad de Ciencias Forestales, por brindarme conocimiento a través de todos los maestros, especialmente a Dr. Artemio Carrillo y Dr. José A. Guevara.

Agradezco la asesoría y disponibilidad para la realización del presente trabajo, dada por el Dr. Marco Aurelio González Tagle, espero continuemos trabajando en este tema tan apasionante como lo es la Dendrocronología.

Agradezco también a mis asesores, muchas gracias por el conocimiento compartido y su apoyo Dr. Javier Jiménez, Dr. Oscar Aguirre Calderón.

Agradezco también a mi maestro de siempre, Dr. José Villanueva Díaz, gracias por su apoyo en la redacción y guía del presente trabajo, gracias por incluirme en el mundo de la Dendrocronología y formar parte de ésta aventura entre anillos de los árboles.

Gracias al Dr. Ignacio García, dendrocronólogo de encinos, así como al Dr. Vicente Rozas y la Dra. Milagros Rodríguez Catón, por el apoyo en el aborde del estudio, muchas gracias.

Gracias a una persona que me enseñó el lenguaje de los árboles, que quizá sin ello no hubiera sido posible saber que dicen, gracias querido amigo M.C. Julián Cerano Paredes, así como su compañera de vida, M.C. Rosalinda Cervantes, gracias por su amistad.

Agradezco a la vida por mostrarme de la mejor manera su bondad a través de personas que llegan a ser amigos-hermanos, agradezco a la vida por darme la más dura y sincera amiga, Griselda Rodríguez González, gracias por estar conmigo en campo, en el laboratorio y hasta en la corrección del documento.

De igual forma agradezco al apoyo dado por la Dra. María Magdalena Salinas en la identificación de especies, gracias por tu pasión y humildad para conmigo, querida Mané.


En general, agradezco el haber convivido con mis compañeras-amigas de gran porte como son Inés Yáñez, Diana Pinzón, Mariana Contreras, Mané Salinas, Cinthia Geraldinne, Dinorah, Griselda Rodríguez y por supuesto mi pequeña gran amiga Brianda Soto, las quiero mucho chicas, a seguir esta aventura llamada vida, donde tuve la fortuna de convivir y aprender de cada una de ustedes.

Mi agradecimiento a un jovencito que siempre estuvo disponible en el trabajo de campo Jeff y su novia Haide, gracias por el apoyo y disposición en todo momento.

Gracias a mi amiga del Perú, Dendrocronóloga apasionada Gaby Inga, mi gratitud por las tantas consultas, pero sobre todo gracias por compartir conmigo la alegría de leer las historias que cuentan los árboles.

Gracias a toda aquella gente que contribuyó en el aprendizaje académico, como de la misma vida: Chino Durán no te me olvidas, Luis Carbajal gracias por continuar por ahí, compañeras de laboratorio, Faty, Emily y en especial un chico callado y guapo Aldo, gracias por el apoyo en las imágenes.

Gracias a mi familia, especialmente a mi hermana Jesu, por ser siempre mi ejemplo y segunda madre, te amo hermana. También agradezco a mi padre Sr. Manuel Constante Gloria y mi madre Sra. Julia García Badillo, que me dieron no sólo la vida, sino la libertad de elegir lo que soy, porque no hay mejor herencia que la libertad de volar. Gracias madre por la mirada de amor que siempre me diste en cada decisión, gracias padre por ese respeto tuyo envuelto en un silencio cuando mis acciones no eran del todo de tu agrado. Tengo 11 hermanos, por ello 11 gracias, porque en cada uno encontré siempre un apoyo, Angélica gracias por compartir conmigo ese pasado que hoy me define, ahora entiendo por qué tuvieron que ser así algunas cosas, me hicieron ser como soy y eso me gusta. Fely, mi niña espero siempre ser lo que esperas de una hermana, lucho por eso. Panchi eres de acero, te admiro hermana cuídate.

Y finalmente pero en primer lugar, gracias al amor (BADLR), gracias porque al final del día caigo en la hermosa razón de amar y ser amada.


I

Índice de Contenido

CAPÍTULO I. ANÁLISIS DENDROCLIMÁTICO EN Pinus

pseudostrobus Lindl. y Quercus canbyi Trel. .............................. 1

1.0 RESUMEN ................................................................................. 2

1.1 ABSTRACT ................................................................................ 3

1.2 INTRODUCCIÓN ....................................................................... 4

1.3 JUSTIFICACIÓN ........................................................................ 7

1.4 OBJETIVOS ............................................................................... 9

Objetivos específicos ............................................................................................................................ 9

Hipótesis ........................................................................................................................ 10

1.5 ANTECEDENTES .................................................................... 11

La Dendrocronología en México ......................................................................................................... 11

La Oscilación Decadal del Pacífico y el fenómeno de El Niño ............................................................. 12

Importancia y generalidades del P. pseudostrobus en México .......................................................... 13

Importancia del género Quercus y particularidades del Q. canbyi ..................................................... 15

1.6 MATERIALES Y MÉTODOS .................................................... 18

Ubicación y descripción del área de estudio .................................................................... 18

Trabajo de campo ........................................................................................................... 19

Tipo de muestreo y obtención de muestras ....................................................................................... 19

Trabajo de Laboratorio ................................................................................................... 21

Preparación de las muestras obtenidas en campo ............................................................................. 21

Anillos del P. pseudostrobus y Q. canbyi ............................................................................................ 22

Sincronía de anillos de P. pseudostrobus y Q. canbyi ......................................................................... 24

Medición y datado en P. pseudostrobus y Q. canbyi .......................................................................... 25

Generación de las cronologías y evaluación ..................................................................... 27

Estandarización y generación de cronologías..................................................................................... 27

Criterios de evaluación de las cronologías de Pinus y Quercus .......................................................... 32

Función de respuesta o relación clima-crecimiento en Pinus y Quercus ........................................... 35

Reconstrucción climática en crecimientos de P. pseudostrobus ........................................ 37

Generación del modelo climático y verificación estadística............................................................... 37

Verificación del modelo a través del programa VERIFY...................................................................... 37

Verificación de la precipitación reconstruida ..................................................................................... 38

Asociación de parámetros dendrocronológicos con ENOS y PDO ...................................................... 39

1.7 RESULTADOS ......................................................................... 40

Análisis del programa COFECHA y ARSTAN ........................................................................................ 40


II

Potencial dendrocronológico de Quercus y Pinus .............................................................................. 41

Relación clima-crecimiento de la especie Q. canbyi ........................................................................... 42

Relación clima-crecimiento de P. pseudostrobus ............................................................................... 43

Reconstrucción del clima en P. pseudostrobus ................................................................. 43

Reconstrucción climática y detección de periodos secos ................................................................... 46

Asociación de la precipitación reconstruida y la precipitación para todo México ............................. 47

Validación de años secos y húmedos con Altas de Sequía ................................................................. 48

Asociación entre la madera temprana del pino y PDO-ENOS ............................................................ 48

1. 8 DISCUSIÓN ............................................................................ 50

Evaluación de cronologías y respuesta climática de Pinus y Quercus ................................ 50

Evaluación de las cronologías del pino y el encino ............................................................................. 50

Respuesta climática del Quercus y Pinus ............................................................................................ 52

Reconstrucción climática del P. pseudostrobus ................................................................ 53

Reconstrucción climática y datos históricos ....................................................................................... 53

Asociación entre la madera temprana del pino, ENOS y PDO ............................................................ 54

1.9 CONCLUSIONES .................................................................... 56

1.10 RECOMENDACIONES .......................................................... 57

1.11 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................... 58

CAPÍTULO II. ANÁLISIS DE LOS CRECIMIENTOS DE Pinus

pseudostrobus Lindl. ................................................................... 74

2.0 RESUMEN ............................................................................... 75

2.1 ABSTRACT .............................................................................. 76

2.2 INTRODUCCIÓN ..................................................................... 77

2.3 JUSTIFICACIÓN ...................................................................... 79

2.4 OBJETIVO ............................................................................... 80

Objetivos específicos .......................................................................................................................... 80

Hipótesis ........................................................................................................................ 80

2.5 ANTECEDENTES .................................................................... 81

Efecto de la sequía y la densidad de arbolado ................................................................................... 81

Vulnerabilidad de los bosques y cambio climático ............................................................................. 82

2.6 MATERIALES Y MÉTODOS .................................................... 84

Ubicación, descripción y antecedentes del área de estudio .............................................. 84

Trabajo de campo ........................................................................................................... 85


III

Recorridos y definición de área de resguardo y control ..................................................................... 85

Establecimiento de parcelas para la información complementaria ................................................... 86

Variables dasométricas ............................................................................................................... 88

Trabajo de Laboratorio ................................................................................................... 89

Lijado y pulido de muestras ................................................................................................................ 89

Datado de las muestras para análisis de crecimientos ....................................................................... 89

Metodología de análisis de crecimientos de P. pseudostrobus ......................................... 90

Obtención del Incremento en Área Basal (BAI) .................................................................................. 90

Determinación del Porcentaje de Cambio en el Crecimiento ............................................................ 91

Relación entre el clima y el BAI del área de resguardo y control ....................................................... 94

Metodología para el análisis de la información complementaria ......................... 94

Listado florístico ................................................................................................................................. 94

Determinación del número de individuos por hectárea ...................................................... 95

Estimación de la edad de los árboles y densidad ............................................................................... 95

Metodología para los análisis estadísticos ....................................................................... 96

2.7 RESULTADOS ......................................................................... 97

Análisis de los crecimientos de Pinus pseudostrobus ........................................................ 97

Resultados del Programa COFECHA ................................................................................................... 97

Comparación de cronologías BAI en área control y resguardo .......................................................... 98

Comparación del Porcentaje de Cambio en el Crecimiento ............................................................... 99

Información complementaria ........................................................................................ 102

Florística ........................................................................................................................................... 102

Comportamiento de diámetros del total de las especies ................................................................. 102

Comportamiento de diámetros del Pinus pseudostrobus ................................................................ 104

Relación Diámetro-Edad del Pinus pseudostrobus ........................................................................... 104

Resultados Estadísticos ................................................................................................. 105

Diámetros para el total de las especies presentes por área ............................................................ 105

Diámetro de Pinus pseudostrobus .................................................................................................... 106

Incremento en Área Basimétrica del Pinus pseudostrobus .............................................................. 107

2.8 DISCUSIÓN ........................................................................... 109

Análisis de la Información complementaria ................................................................... 109

Datado de las muestras ................................................................................................ 110

Análisis sobre los crecimientos de Pinus pseudostrobus ................................................. 111

2.9 CONCLUSIÓN ....................................................................... 113

2.10 RECOMENDACIONES ........................................................ 114

2.11 BIBLIOGRAFÍA ................................................................... 115


IV

Índice de Figuras

Figura 1. Ubicación de las áreas de estudio ........................................................................................ 19

Figura 2. Prototipo de árboles muestreados para el Q. canbyi. ........................................................ 20

Figura 3. Prototipo de árboles muestreados para el P. pseudostrobus. .......................................... 20

Figura 4. Procesamiento de muestras de Pinus pseudostrobus. ...................................................... 21

Figura 5. Anillos anuales de Q. robur Gricar et al. (2013). ................................................................. 22

Figura 6. Anillos anuales de Pinus sp. Stokes y Smilley (1996). ...................................................... 22

Figura 7. Anillos vistos a través de cortes realizado con micrómetro. ........................................................ 23

Figura 8. Figura 9. Anillos lijados extraídos con motosierra y taladro. ............................................. 23

Figura 9. Sincronía entre los anillos de P. pseudostrobus. .......................................................................... 24

Figura 10. Sincronía entre anillos del pino y encino. .......................................................................... 25 Figura 11. Definición de los límites de madera temprana, tardía y anillo total en P.

pseudostrobus y Q. canbyi. .................................................................................................................... 26

Figura 12. Ejemplo de estandarización de la serie BOE01A. ............................................................ 30 Figura 13. Elementos dentro de una gráfica que representa los componentes de una cronología.

..................................................................................................................................................................... 31

Figura 14. Fundamento estadístico de la verificación. ....................................................................... 38 Figura 15. Curvas aplicadas a las series fechadas y medidas para la cronología de pino. La

línea roja representa la media de la cronología. .................................................................................. 40

Figura 16. Asociación entre las cronologías de P. pseudostrobus y Q. canbyi. ............................. 41 Figura 17. Asociación entre la precipitación de la estación meteorológica Iturbide, Nuevo León y

el índice de ancho de anillo de madera tardía para la especie Q. canbyi. ...................................... 42 Figura 18. Periodo de mayor correlación entre la cronología de madera temprana y los datos de

precipitación acumulada enero-julio. ..................................................................................................... 43 Figura 19. Relación entre la cronología de madera temprana y la precipitación acumulada

(enero-julio) con los datos climáticos de la estación Iturbide, período1960-2009. ......................... 44 Figura 20. Cronología estándar de madera temprana del P. pseudostrobus (línea negra) y la

precipitación acumulada Enero-Julio del período1960-2009 (línea punteada)............................... 44

Figura 21. Calibración del año 1985 al 2009 y verificación del modelo de 1960 al 1984. ............ 46 Figura 22. Reconstrucción estacional de precipitación acumulada enero - julio, del período1864-

2013 para el área de Iturbide Nuevo León. La línea negra constituye una línea flexible o media

móvil para resaltar eventos secos y húmedos a partir de una media representada por una línea

delgada sólida. .......................................................................................................................................... 46 Figura 23. Correlación entre la precipitación reconstruida y la precipitación promedio enero –

julio para todo México. (1955-2013). ..................................................................................................... 47 Figura 24. Grado de significancia entre la precipitación reconstruida y la precipitación promedio

enero – julio para todo México. .............................................................................................................. 47 Figura 25. Años secos y húmedos extremos arrojados en el Atlas de Sequía para México. El

color amarillo a rojo indica sequías fuertes; el color azul años indican años húmedos. ............... 48 Figura 26. Determinación del período de influencia entre los índices de P. pseudostrobus e

índices de la PDO y ENOS. .................................................................................................................... 49

Figura 27.Crecimiento de 9 anillos en diferentes niveles de densidad Gadow et al. (2001). ....... 82

Figura 28. Ubicación del área de estudio y localización de las parcelas. ........................................ 84


V

Figura 30. Parcela circular de 1000 m2 establecida para cada área de estudio (resguardo y

control). ...................................................................................................................................................... 89

Figura 31. Ejemplos de problemas de supresión y liberación en un núcleo de crecimiento. ....... 91

Figura 32a Número de muestras Área Control”. .................................................................................. 97 Figura 33. Asociación entre lascronologias de BAI del área de resguardo y control,

respectivamente ....................................................................................................................................... 98 Figura 34. Asociación entre las cronologia BAI y la cronología desarrollada con fines de

reconstrucción climática. ......................................................................................................................... 99

Figura 35. Comparación de los crecimientos entre el área de resguardo y de control. ................ 99

Figura 36. Porcentaje de Cambio del Creciminto área Control ....................................................... 101

Figura 37. Porcentaje de Cambio del Creciminto área resguardo. ................................................. 101 Figura 38a y b. Asociación entre los datos climatico y el BAI del área Control ......................... 102 Figura 39. Porcentaje de las especies presentes, número de individuos y categorías diamétricas

en el área control y resguardo, respectivamente. C.D = Categoría Diamétrica. ....................... 103 Figura 40. Distribución de clases diamétricas y promedio de edad del arbolado de P.

pseudostrobus en el área control y resguardo. C.D= Categoría diamétrica. ................................ 105 Figura 41. Diferencia de diámetros del total de las especies presentes en los sitios control y

resguardo. ................................................................................................................................................ 106

Figura 42. Diferencia en diámetros de Pinus pseudostrobus para el área control y resguardo. 106

Figura 43. Diferencia del BAI en todo el periodo total de la cronología (1900- 2014). ................ 107

Figura 44. Diferencia del BAI antes (1955-1984) y después (1985-2014) del reguardo. ............ 108


VI

Índice de Cuadros

Cuadro 1. Valores obtenidos de acuerdo a criterios dendroclimáticos para determinar el

potencial dendrocronológico de P. pseudostrobus Lindl. _________________________________ 41 Cuadro 2. Valores obtenidos de acuerdo a criterios dendroclimáticas para determinar potencial

dendrocronológico de la especie Q. canbyi Trel. ________________________________________ 42

Cuadro 3. Coeficientes del modelo climático ____________________________________________ 45

Cuadro 4. Pruebas para la calibración y la verificación del modelo ________________________ 45

1

CAPÍTULO I. ANÁLISIS DENDROCLIMÁTICO EN Pinus

pseudostrobus Lindl. y Quercus canbyi Trel.


2

1.0 RESUMEN

El presente estudio se realizó en el municipio de Iturbide, Nuevo León, con el

objetivo de evaluar el potencial dendroclimático de las especies P. pseudostrobus

Lindl. (Pino) y Q. canbyi Trel. (Encino). Las cronologías realizadas para el pino y

el encino, presentan una correlación entre series de 0.702, 0.62, una sensibilidad

media de 0.408, 0.478 y una autocorrelación de primer orden de 0.729 y 0.126,

respectivamente; el análisis climático indica que las dos especies tiene una

respuesta significativa a la precipitación estacional de enero-julio, con una

influencia sobre el crecimiento de la madera tardía del encino y en la madera

temprana del pino.


3

1.1 ABSTRACT

The present research was carried out in Iturbide, Nuevo León. We aimed to assess the

dendrochronological potential of P. pseudostrobus Lindl. (pine) and Q. canbyi Trel.

(oak). The ring-width chronologies of the two species exhibited a series intercorrelation

of 0.702 and 0.602, mean sensitivity of 0.408 and 0.478 and first-order autocorrelation

of 0.729 and 0.126, respectively. The climate analysis indicated that both species have

a significant response to the seasonal January-June precipitation, influencing the

latewood and earlywood of the pine and oak species, respectively.


4

1.2 INTRODUCCIÓN

El cambio climático global tendrá un impacto en los ciclos de todos los sistemas

de la tierra. Los impactos negativos de estos cambios en la sociedad, han

provocado que las instituciones de gobiernos a nivel mundial se interesen en el

tema, en el entendido, de que la información acerca de su comportamiento es

necesaria ante una sociedad, cuya vulnerabilidad depende de decisiones

adecuadas basadas en la investigación científica (IPCC, 2007).

En forma general, se sabe que el clima depende de varios factores que

interactúan de forma compleja entre el mar y los continentes a diversas escalas

de tiempo y espacio, por lo que, el estudio de las oscilaciones atmosféricas o

teleconexiones que impactan grandes y apartadas regiones del planta, son de

gran ayuda para entender a nivel espacial y temporal el comportamiento del clima

global (Ruiz, 2008).

No obstante, uno de las principales problemas al estudiar el clima es la base de

datos instrumentales con periodos cortos de tiempo, cuando naturalmente un

mejor conocimiento del clima se fundamenta en periodos más extensos de

tiempo, donde la variabilidad climática se puede apreciar de mejor manera

(Franklin et al., 1990; Carpenter, 1998). Ante esto, la utilización de datos “proxy”

o estimativos naturales de la variabilidad climática, hablando específicamente de

anillos de árboles, han resultado ser de gran utilidad para el estudio del

comportamiento espacio-temporal de fenómenos atmosféricos (Stahle et al.,

2011).

Así, en México, los estudios dendrocronológicos surgen ante la necesidad de

entender el comportamiento de variables climáticas y fenómenos atmosféricos,

dentro de un país, que refleja a través de su diversidad una gran amplitud

climática (Villanueva et al., 2004).


5

En términos generales, el clima de México está regido por El Monzón, el cual

aunado con la Zona Inter-Tropical de Convergencia definen un régimen de lluvias

de tipo monzónico, caracterizado por abundantes lluvias en el verano y escazas

en el invierno, en donde, las principales teleconexiones que influyen en este

régimen monzónico son ENOS y PDO, cuya intensidad y expresión varía de una

región a otra (Magaña et al., 2003; Pavia y Reyes, 2006). Por lo que la definición

de la influencia de ambos se vuelve de particular interés, dado que estudios al

respecto, indican que eventos extremos de gran magnitud como el del año 1998,

podrían ocurrir, sí ambos fenómenos coinciden en sus respectivas fases

(Gershunov y Barnett, 1998) o bien, la interacción entre ambas, sean la posible

causa de sequías prolongadas, por lo que la definición de las regiones en donde

impactan cada uno de estos fenómenos, se vuelve necesario determinar

(Villanueva et al., 2008).

De acuerdo con Magaña et al. (1997) para llevar a cabo un buen análisis del

clima, es preciso conocer de la interacción atmósfera-océano-orografía y suelo,

poniendo de manifiesto, que el estudio del clima en México es todo un reto, ya

que su ubicación geográfica, le permite presentar climas que van desde los

cálidos hasta los fríos, con una alta variación topográfica, presencia de mares y

diferentes usos del suelo.

Éstas peculiaridades específicas debidas a la ubicación, se traducen en una alta

diversidad, que de alguna manera representa una ventaja, tomando en cuenta el

material dendrocronológico disponible para su análisis climático; un ejemplo de

ello es la diversidad que presenta el género Pinus, del cual México cuenta con el

50% de las especies presentes en todo el mundo y cuyo potencial

dendroclimático ha sido reportado por varios autores (Gutiérrez, 2004; Villanueva

et al., 2011; Santillán, 2008). No obstante, en la búsqueda de otros géneros como

el Quercus, el panorama se amplía aún más, dado que de 500 especies que hay

en todo el mundo, de 130 a 150, se encuentran presentes en México (Romero et


6

al., 2002; Luna et al., 2003), en donde su potencial dendrocronológico y respuesta

climática aún no han sido del todo estudiados.

Para el Noreste de México, la mayoría de los estudio dendroclimáticos se han

concentrado en los extremos de la Sierra Madre Oriental, utilizando especies

representativas de cada porción; un ejemplo de ello son los estudios realizados

con Psedutsuga menziesii y Pinus hartwegii en las partes altas de este sistema

montañoso (Cerano et al., 2011ab; Villanueva et al., 2015) así como Pinus

cembroides, especie típica de partes bajas (Villanueva et al., 2009a), estando sin

estudios la parte media de la sierra, donde los bosques de pino-encino se

separan del matorral tamaulipeco y el clima se divide entre un cálido sub-húmedo

y el templado.

Del mismo modo, la mayoría de los estudios dendrocronológicos se han realizado

con gimnospermas, que aunque sus crecimientos presentan una amplia

sensibilidad al clima; la utilización de las angiospermas, constituye todo un

potencial por descubrir, dado que el uso de muchos de sus géneros, caso

específico el Quercus, ha sido exitosamente utilizado para el entendimiento de

climas complejos de tipo mediterráneo (Pérez et al., 1995; Rozas 2001 y 2004).


7

1.3 JUSTIFICACIÓN

El presente trabajo se llevó a cabo en la parte noreste de México, sobre la Sierra

Madre Oriental principal fuente de agua para la ciudad de Monterrey, una de las

ciudades más pobladas de México y cuya demanda de agua es cada vez mayor,

un ejemplo de ello es la serie de presas construidas a través del tiempo como La

Boca en 1956, Cerro Prieto en 1984 y El cuchillo en 1999. Un problema adicional

de esta metrópoli es que se ubica en una zona donde la intensidad, duración y el

área afectada por las sequía va en aumento (CONAGUA, 2014).

No obstante, estudios en el norte de México indican que las precipitaciones de

invierno primavera esta influidas por el ENOS, las cuales denotan sequias

cíclicas cada 50 a 100 años (Cerano et al., 2011b), considerándose uno de los

principales fenómenos climáticos que han llegado a tener un impacto a nivel

demográfico en México (Florescano, 1995; Acuña Soto et al., 2002), pues tan

sólo en el periodo de 1980 a 2003, los daños económicos directos fueron de 479

millones de dólares (Manson et al., 2009); sin dejar de mencionar los impactos

en la agricultura de temporal, que depende de las lluvias, y en las que se sustenta

mucho de la producción de granos básicos (Conde et al., 2004).

Por lo que se vuelve necesario conocer las tendencias en la frecuencia de

sequías, las cuales posiblemente tengan la influencia de fenómenos

atmosféricos. La información derivada de estos estudios es de relevancia para

una adecuada planeación de los recursos hídricos producidos en este sistema

montañoso.

En el presente estudio, se aporta información de interés para el diseño de

programas de mitigación del impacto del cambio climático, dado que se

reconstruye un siglo y medio de precipitación fundamentado en los crecimientos

de P. pseudostrobus, donde se denotan tendencias climáticas y asociaciones de

fenómenos atmosféricos, entre los que se encuentra la PDO y ENOS.


8

Una segunda aportación en este capítulo es el estudio del potencial

dendrocronológico y respuesta climática de la especie Q. canbyi, como candidato

potencial a ser utilizado en un futuro en estudios dendrocronológicos en México.


9

1.4 OBJETIVOS

Conocer la respuesta climática de los crecimientos de Q. canbyi Trel. y Pinus

pseudostrobus Lindl. al clima.

Objetivos específicos

Datar o definir el año exacto en el cual se desarrollan los crecimientos de

P. pseudostrobus.

Cotejar los crecimientos del P. pseudostrobus y Q. canbyi buscando

similitudes, tomando en cuenta que son especies coexistentes bajo una

misma influencia climática.

Analizar el potencial dendrocronológico a través de criterios específicos en

ambas especies y determinar en sí el potencial de Q. canbyi

Asociar la precipitación con los diferentes parámetros dendrocronológicos

(madera temprana, madera tardía y anillo total) para cada especie y definir

el periodo de influencia.

Reconstruir el clima del pasado con base a los crecimientos de la

cronología de P. pseudostrobus.

Asociar la precipitación reconstruida con la precipitación para todo México

y determinar la influencia de los fenómenos atmosféricos como El Niño

Oscilación del Sur y la Oscilación Decadal del Pacífico sobre los

crecimientos del P. pseudostrobus.


10

Hipótesis

Se plantearon dos hipótesis para el Pinus pseudostrobus Lindl.:

a) Los crecimientos del P. pseudostrobus Lindl. reproducen de manera fiable la

variabilidad climática de la región.

b) Los fenómenos atmosféricos Oscilación Decadal del Pacífico (PDO) y la

Oscilación del Sur El Niño ENOS, están asociados a los crecimientos de P.

pseudostrobus.

De igual manera, para la especie Quercus canbyi Trel. se plantearon dos

hipótesis:

a) La especie Q. canbyi presenta potencial dendrocronológico.

b) Las bandas de crecimiento (madera temprana, tardía, anillo total) responde a

la variación del clima.


11

1.5 ANTECEDENTES

La Dendrocronología en México

El nacimiento de la Dendrocronología tiene su origen en la necesidad de entender

el comportamiento del clima, así como de sucesos ecológicos que ocurren a largo

plazo en los ecosistemas forestales (Fritts, 1976; Kitzberger et al., (2000). En este

sentido, los crecimientos anuales de especies arbóreas han sido utilizadas para

evaluar la dinámica sucesional, la autoecología de especies forestales, análisis

de disturbios antropogénicos y clima en general (Silvertown, 1987; Worbes, 1999;

Stahle et al., 2011).

Los estudios dendrocronológicos inician al momento de determinar, sí las

especies presentan ciertas propiedades que permitan su uso como datos “proxi”

para análisis del clima del pasado. La capacidad que tienen los árboles de

producir anillos anuales debidos al efecto del clima se le denomina potencial

dendrocronológico. En general, la mayoría de las especies a analizar en este tipo

de estudios van más allá del acervo de datos climáticos procedentes de

estaciones meteorológicas, cumpliendo las expectativas de obtener información

climática, en periodos de tiempo donde los registros climáticos son

inexistentes(Fritts, 1976).

Los estudios dendroclimáticos en México son recientes y la información existente

para las últimas dos décadas ha sido generada principalmente por el Instituto

Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), en el

cual se han desarrollado más de 170 series de tiempo dendrocronológicas,

principalmente con los géneros Pinus, Pseudotsuga y Taxodium muchas de las

cuales se han utilizadas para generar reconstrucciones de precipitación y el

análisis del impacto de fenómenos de circulación general (Villanueva et al.,

2007a, 2008, 2009a, 2011).


12

La Oscilación Decadal del Pacífico y el fenómeno de El Niño

En el norte de México se presenta un régimen de lluvias de tipo monzónico,

caracterizado por la presencia de lluvias en los meses de verano (junio a

septiembre) con un periodo relativamente seco en el invierno (Magaña et al.,

2003); situación que tiene su origen en un sistema de circulación atmosférica que

se desarrolla en el verano, originado por la formación de centros de baja presión

en Sonora y Arizona, que jala la humedad procedente del Golfo de California

hacía la Serra Madre Occidental en México, que se traduce en un proceso de

convección, que induce la lluvias en el norte del país (Douglas et al., 1993; Reyes

et al., 1994). Otros sistemas meteorológicos que también tiene influencia

climática en el verano de México, son La Zona Inter-tropical de Convergencia, las

ondas del este, ciclones tropicales, El Niño Oscilación del Sur y Oscilaciones de

baja frecuencia o bien de orden decadal (Núñez, 2013).

Los fenómenos climáticos más importantes que presentan una relación océano-

atmosfera son El Niño-Oscilación del Sur (ENOS en Español y ENSO, en Inglés)

y la Oscilación Decanal del Pacífico (PDO). Éstos en general presentan un

impacto significativo para el norte de América y por ende en México,

particularmente en la península de Baja California (Biondi, 2001; Pavia y Reyes,

2006).

En la actualidad, se sabe que ENOS es un fenómeno de impacto mundial, el cual

se desarrolla a escala interanual, caracterizado por la aparición de fuertes

anomalías positivas en su fase cálida (El Niño) o negativas en su fase fría (La

Niña), afectando la temperatura superficial del mar en regiones determinadas

dentro de la cuenca del Pacífico tropical y costa sudamericana, las cuales se

prolongan por varios meses consecutivos. Las anomalías positivas se asocian al

hundimiento de la termoclima y reducción de fitoplancton en la zona costera

(Magaña 2003; Cavazos y Hastenrath., 1990).


13

La PDO es una fluctuación en la variabilidad climática de largo periodo, de orden

décadal, que influye directamente en la cuenca del Pacífico y el clima de América

del Norte (Hare y Mantua, 2002); así como en el sureste de Norte América y por

ello, el norte de México (Gutzler et al., 2002).

La diferencia entre ambos fenómenos radica, en que El Niño oscila entre 1, 2 y 4

años, la PDO en un orden de 20 a 30 años. Así mismo, ENOS influye en el clima

tropical y la PDO impacta el Pacífico norte. Sin embargo, las alteraciones

climáticas más importantes en el continente americano suceden cuando la PDO

y ENOS están en fase, es decir, cuando las fases cálidas de la PDO coincidan

con eventos fuertes de El Niño y la fases frías coincidan con eventos La Niña; lo

que origina eventos extremos de magnitud, similares a los del año 1998 (Méndez

et al., 2009).

Estudios al respecto, sugieren que el clima en América del Norte, concretamente

al este de México se ve influenciado por variaciones en la temperatura de la

superficie del mar (Barlow et al., 2001). Desde este punto de vista, diversos

estudios se han realizado con la finalidad de encontrar una influencia en las

precipitaciones de ciertas zonas asociados con ambos fenómenos. Así, estudios

dendroclimáticos y análisis con estaciones meteorológicas indican, que la

precipitación invernal en el norte de México, tiene una influencia significativa de

ENOS (Cleaveland et al., 2003; Méndez et al., 2010; Villanueva et al., 2011).

Importancia y generalidades del P. pseudostrobus en México

La especie P. pseudostrobus se distribuye ampliamente desde el sur de

Guatemala, Honduras y México. Específicamente para el territorio mexicano, la


14

especie se distribuye en la Sierra Madre Oriental, Eje Neovolcánico, Sierra Madre

del Sur, Sierra Madre de Chiapas y parte de la Sierra Madre Occidental (Perry,

1991). Está adaptado a climas desde el templado-frío a templado-cálido, con

elevaciones que van de 1900 a 3000 msnm (Farjon y Styles, 1997); se desarrolla

bien en suelos volcánicos profundos, con precipitación anual cercana a 1500 mm

y temperatura anual de 9 a 40 °C, con presencia de heladas frecuentes en

diciembre y enero (López, 2002; Perry, 1991).

En México el P. pseudostrobus es una especie de importancia económica, ya que

presenta un crecimiento rápido en sus etapas tempranas, generalmente exhibe

fustes largos y rectos, del cual se obtiene madera de buena calidad, es una

especie usada para fabricar triplay, chapa, pulpa, papel, celulosa y los sobrantes

son usados para la fabricación de rejas para empaque, es buen productor de

resina, por lo que se utiliza en la industria, específicamente para la fabricación de

brea y aguarrás, aunque también se utiliza en el ramo farmacéutico (Eguiluz,

1978; Sáenz et al., 2011). Cualidades que lo hacen ser una de las especies de

mayor explotación en México (Ramírez et al., 2005).

El antecedente de que el P. pseudostrobus es una especie sensible a la variación

ambiental, se puede ver reflejado en su gran distribución a lo largo del país y su

respuesta a factores ambientales en cuanto a su morfología (Márquez y

Mendizábal, 2004). Sin embargo, ha sido poco utilizado en estudios

dendrocronológicos, siendo Naylor (1971) quien la estudió por primera vez en el

estado de Oaxaca y recientemente Marlés et al. (2014) en Michoacán.


15

Importancia del género Quercus y particularidades del Q. canbyi

El género Quercus presenta una distribución mundial sobre las zonas templadas

del hemisferio norte, siendo el género más rico en especies dentro de la familia

Fagácea; está dividido en varios subgéneros, siendo los de mayor importancia

en América el Lepidobalanus denominados encinos blancos y los Erythrobalanus

llamados encinos rojos o negros, en general, su desarrollo es lento, por lo que se

considera de larga vida (Zavala y García, 1996). Actualmente estos presentan

aproximadamente 500 especies en todo el mundo (Romero et al., 2002), de las

cuales México posee entre 135 a 150 especies (Luna et al., 2003).

De acuerdo con Manos et al. (1999), se calcula que 109 especies son endémicas

de México, dato por el cual, el territorio mexicano es considerado uno de los

centros de riqueza y evolución de éste género.

En México, el número de especies de Quercus varía de acuerdo a su ubicación

geográfica. Así, los encinos rojos parecen ser más abundantes en la región

occidental, en el sur y sureste (condiciones húmedas); en tanto que los encinos

blancos, tienden a ser más abundantes en regiones más secas del norte del país

(Zavala, 1998). Específicamente para México el estado con mayor número de

especies registradas es Oaxaca con 48 de ellas; el segundo es Nuevo León con

47, Jalisco con 45, Chihuahua con 40 y Veracruz con 38 (Valencia, 2004).

En el territorio mexicano, la madera de encino ocupa el segundo lugar de

aprovechamiento nacional por año (578,687 m3), mientras que la madera de pino,

ocupa el primer lugar (5, 783,299 m3 por año). Los principales usos que se le da

al género Quercus son celulosa, escuadría, combustible (leña y carbón), postes,

pilotes y morillos, durmientes, chapa y madera contrachapada (De la Paz et al.,

2000).


16

En cuanto al aprovechamiento de los encinos, los rojos se utilizan más que los

blancos, dado que tienen una mayor distribución, además los encinos blancos

tienen mayor densidad, dureza, mayor cantidad de cristales y tílides en sus

lúmenes, sus rayos multiseriados son más anchos y altos, por lo que son

susceptibles a los cambios dimensionales, propiedad que les hace tener

problemas en el secado y en el maquilado (De la Paz et al., 2000). Éstos

presentan una densidad de 0.719 – 0.991 g/cm3. Los anillos anuales suelen ser

visibles, con una albura de tonos claros, en tanto que el duramen es oscuro y

resistente a la pudrición (Ceballos y Ruiz de la Torre, 1979).

Richter y Dallwitz (2000) y Schweingruber (1993) indican que el roble presenta

cambios marcado entre la madera temprana y tardía. La madera temprana está

formada por vasos grandes que forman bandas tangenciales. En la madera tardía

se observa una matriz de fibras con paredes de grosor medio, que se intercalan

con grupos vasculares, está formada por vasos de parénquima metratraqueal y

traqueidas vasicéntricas. Por otra parte, presenta parénquima apotraqueal en la

madera tardía, difuso o difusos en agregados, generalmente en líneas

tangenciales entre los radios. El sistema radial está constituido por radios

uniseriados homogéneos y multiseriados heterogéneos, normalmente con más

de 30 células.

Los estudios sobre crecimientos en especies pertenecientes al género Quercus

para México, se han enfocado principalmente en la descripción anatómica de los

mismos (De La Paz et al., 1998, 2008). Sin embargo, éstos han sido ampliamente

utilizados en Europa, tanto para análisis de tipo dendroclimáticos, como en temas

específicos de ecología de especies y bosques (Rozas, 2001; Rozas, 2004;

Gricar et al., 2013).

El Q. canbyi se ubica dentro del subgénero Lobatae, que lo sitúa dentro de los

encinos rojos y negros, se distribuye sobre la Sierra Madre Oriental al noreste de

México, específicamente en los estados de Coahuila, Nuevo León y Tamaulipas;


17

dentro del estado de Nuevo León, algunos trabajos lo confinan generalmente en

bosques caducifolios o subcaducifolios (Nixon, 1993; Marroquín et al., 1997).

Salinas, (2012) lo reporta en los tipos de vegetación Bosque mixto de Quercus -

Pinus y el Encinar Arbustivo o Chaparral. En cuanto a su respuesta al clima,

estudios sobre su potencial hídrico y osmótico revelan la capacidad filológica para

superar periodos de sequía, logrando adaptarse osmóticamente ante cambios

drásticos en ambientes dinámicos (Himmelsbach, 2009).


18

1.6 MATERIALES Y MÉTODOS

Ubicación y descripción del área de estudio

El presente estudio se llevó a cabo en el centro-sureste del estado de Nuevo

León, específicamente en los municipios de Galena e Iturbide, en donde una

considerable parte de las muestras se ubicaron dentro del Campus Ecológico

Iturbide perteneciente a la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL).

El área en general se encuentra dentro de la Provincia Fisiográfica Sierra Madre

Oriental, sub-provincia Gran Sierra Plegada; la geología del área está compuesta

por una serie de capas de roca sedimentaria surgida del lecho marino, durante el

cretácico superior (Rzedowski, 1978). La edafología pertenece a un suelo de tipo

Litosol caracterizado por suelos someros, bajo el cual subyace roca dura continua

(Clasificación FAO-UNESCO, 1998). Recientes estudios en específico ubican al

Bosque Escuela dentro del tipo de vegetación denominado Bosque Mixto de

Quercus y Pinus (Salinas, 2012). De acuerdo con el sistema climático de Köppen,

modificado para la República Mexicana por García en (1973), el clima en esta

región se caracteriza como semi-seco y semi-cálido. El área presenta lluvias de

verano, así como un porcentaje de precipitación invernal entre 5 y 10.2 con

inviernos frescos. La precipitación media anual es de 629 mm, con una estación

interestival seca, las lluvias en general presentan una gran fluctuación, tendiendo

a ser extremas, los meses más húmedos se presentan de mayo a octubre;

respecto a la temperatura, los meses más cálidos son junio, julio y agosto,

presentando de 20 a 21°C en promedio; el mes más frío es enero, con una

temperatura media de 12°C, el promedio anual es 17°C y las heladas pueden

ocurrir en el período de diciembre a marzo.


19

Figura 1. Ubicación de las áreas de estudio

Trabajo de campo

Tipo de muestreo y obtención de muestras

El muestreo dendrocronológico fue selectivo, por lo que los especímenes

muestreados se eligieron de acuerdo a características que indican cierta

longevidad (Villanueva et al., 2009b). Para el caso específico del pino, estas

indicaciones se tomaron en cuenta, no así para el encino, dado que la mayoría

del arbolado no presentaba algún indicativo de longevidad. La obtención de los

núcleos de crecimiento se realizó con un taladro Pressler, la extracción se realizó

a una altura de 1.30 m., Para el caso del encino, se tomaron rodajas que fueron

obtenidas en forma de “cuña”, aunque también se tomaron algunas virutas con

taladro (Figura 2 y 3).


20

Figura 2. Prototipo de árboles muestreados para el Q. canbyi.

Figura 3. Prototipo de árboles muestreados para el P. pseudostrobus.


21

Trabajo de Laboratorio

Preparación de las muestras obtenidas en campo

Con la finalidad de mantener su integridad, los crecimientos o virutas extraídas

fueron procesados de acuerdo a procedimientos estándar (Stokes y Smilley,

1968). Cada muestra fue sujetada a una moldura de madera utilizando

pegamento, posteriormente éstas fueron secadas a temperatura ambiente,

obtenido así una sola pieza, en seguida, se procedió a resaltar los crecimientos

utilizando lijas en grados de 100 a 400. La finalidad fue resaltar la visibilidad de

los anillos de crecimiento (Figura 4).

Figura 4. Procesamiento de muestras de Pinus pseudostrobus.

Las primeras muestras a procesar fueron las de pino, la decisión de trabajar

primero con esta especie fue encontrar un patrón de crecimiento, que en teoría

sería muy similar a la del encino, dado que es común que ambas especies

cohabiten en el área de estudio.


22

Anillos del P. pseudostrobus y Q. canbyi

En el caso particular del encino, se consultó información sobre la estructura

atómica de la madera de Quercus desde este punto de vista fueron analizados

trabajos realizados en cuya investigación detallan en forma general, las

características a nivel macroscópica y microscópica de la madera de los robles

de México (De La Paz et al., 1998, 2008). Por otra parte, también se analizaron

trabajos dendrocronológicos enfocados al género Quercus fuera del país (Gricar

et al., 2013; Michelot et al., 2010). De acuerdo a esta revisión, se permitió

reconocer los anillos de la especie en estudio (Figura 5 y 6).

Figura 5. Anillos anuales de Q. robur Gricar et al. (2013).

Figura 6. Anillos anuales de Pinus sp. Stokes y Smilley (1996).


23

Para trabajar directamente sobre los crecimientos de Q. canbyi, se utilizaron las

rodajas de 4 árboles; para ello, se realizó una rutina de trabajo que consistió en

el seccionado de las mismas, éste seccionado se efectuó capturando la médula

y la corteza a través de un corte trasversal. Las secciones se empotraron en un

micrótomo para obtener cortes finos. Éstos se fijaron con parafina en tiras de

acetato, permitieron la visualización de los anillos bajo un estereoscopio,

logrando las primeras comparaciones entre los crecimientos del Quercus canbyi.

Sin embargo, el trabajar con pequeños cortes presentó una gran desventaja, esto

es, no se analizaba el comportamiento del anillo en su totalidad, creando cierta

incertidumbre ante una especie poco analizada, por lo que se optó por trabajar

directamente con rodajas, implicando trabajar a prueba y error sobre las técnicas

de lijado en el encino; aunque de igual manera, se trabajó con algunas de las

muestras extraídas con taladro (Figura 7 y Figura 8).

Figura 7. Anillos vistos a través de cortes realizado con micrómetro. a1 y a2 anillos visibles en cortes de anillos realizado con micrómetros, b=Corte de médula a corteza y c=Micrómetro.

Figura 8. Figura 9. Anillos lijados extraídos con motosierra y taladro. a=Anillos visibles con lijado, b=Rodaja lijada, c=Sección de crecimiento obtenida con taladro, d=Taladro de Pressler.


24

Sincronía de anillos de P. pseudostrobus y Q. canbyi

El prefechado es uno de los principios de la dendrocronología que consiste en

comparar los crecimientos de muestras procedentes de una misma área,

identificando un patrón de crecimiento. La identificación de éste, surge a través

de las comparaciones entre el total de los árboles muestreados, permitiendo

detectar anillos falsos y ausentes. Su debida aplicación permite un control

experimental, que determina el año en que fue desarrollado cada anillo (Fritts,

1976; Swetnam et al., 1985).

La sincronía de los crecimientos primero se realizó entre muestras de un mismo

individuo y posteriormente se comparó con otros árboles.

Después de definir este código en los anillos de pino, se procedió a realizar un

pre-datado de los crecimientos, definiendo así el año en el cual posiblemente se

desarrolló cada crecimiento anual (Figura 9).

Figura 9. Sincronía entre los anillos de P. pseudostrobus.

Para el caso del Q. canbyi ésta sincronía se realizó en principio entre individuos

de la misma especie y posteriormente con el pino (Figura 10).


25

Figura 10. Sincronía entre anillos del pino y encino.

Medición y datado en P. pseudostrobus y Q. canbyi

Los parámetros que generalmente se toman en cuenta en estudios

dendrocronológicos relacionados con clima son la madera temprana, la madera

tardía y el anillo total; cada una de estas bandas son tomados en cuenta para la

asociación con las variables climáticas, siempre y cuando la cantidad y la

variación de estas bandas sea evidente en proporción, aparte de que éstas

lleguen a ser significativas al correlacionarlas con variables climáticas. Un

ejemplo de esto es la utilización de Pseudostuga menziesii, la cual presenta una

gran proporción de madera temprana, que resulta ser significativa al

correlacionarla con precipitación (Cerano, 2004; Villanueva et al., 2008); en tanto,

que otros trabajos realizados en especies que no presentan una gran proporción

de madera tardía o temprana, se enfocan a la utilización del anillo total, como el

caso de especies pertenecientes a los pinos piñoneros (Santillán, 2008;

Constante et al., 2009).


26

Una vez sincronizados y debidamente pre-datados los crecimientos, se procedió

a medir cada anillo. Esto es, para cada una de las dos especies se midió madera

temprana, tardía y anillo total (Figura 11).

Figura 11. Definición de los límites de madera temprana, tardía y anillo total en P. pseudostrobus y Q. canbyi.

El proceso de medición se realizó utilizando un micrómetro de precisión al 0.001

mm, equipo que consta de una platina de fase deslizable marca Velmex

conectada a una computadora (Robinson y Evans, 1980). El programa para

medición usado fue el MEASURAMENT-J2X para Windows, con licencia para

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP).

Este proceso de medición consistió en medir cada banda de crecimiento dentro

de un anillo, esto es, primero se midió la madera temprana y luego la tardía; el

resultado del anillo total fue la suma de las dos franjas.

De acuerdo al programa utilizado para la medición de anillos de crecimiento, los

archivos de salida del programa de medición se obtienen a través de un formato

denominando” Tucson”, de tipo decadal, que presenta las mediciones ordenadas

en décadas para cada serie de crecimiento. Estos archivos fueron empleados en


27

el programa COFECHA, incluida en la librería de DPL Programas

(Dendrocronológicos de la Universidad de Arizona por sus sigla en Inglés)

(Holmes, 1983). El programa generó información que permitió evaluar la calidad

del pre-fechado, al correlacionar cada serie individual con una serie maestra

basada en la media de la anchura de cada anillo perteneciente a todas las series

individuales, correlacionando en periodos de 50 años con traslapes de 25.

COFECHA arrojó una matriz de correlación entre todas las muestras

involucradas, permitiendo detectar aquellas cuya correlación o asociación con el

resto fuera ≥0.35, en cuyo caso éstas no fueron significativas, procediendo a

verificar su datado, corrigiendo de forma visual las series con problemas. La

realización de éste procedimiento permitió una buena calidad del fechado,

finalizando con la etapa del datado.

Generación de las cronologías y evaluación

Estandarización y generación de cronologías

Uno de los principales requerimientos para trabajar con anillos de árboles y datos

de clima, es sin duda la transformación o eliminación del ruido no climático dentro

de las mismas, para ello es importante explicar las diferentes variables que

influyen en un anillo de crecimiento anual.

Cook, E. R. (1987) expone cinco principales influencias en la determinación de la

anchura de un anillo de árbol, expresadas en la siguiente ecuación.

Rt = At + Ct + & D1t + & D2t + Et.

En donde Rt es el ancho del anillo de un árbol observado en el año (t); At hace

referencia a la tendencia en un decrecimiento exponencial, conforme el árbol es

mayor; Ct representa la influencia en el anillo de crecimiento atribuida a todas las

variables climática ambientales, las más importantes a mencionar son la


28

precipitación y temperatura, mismas que determinan la humedad disponible en

suelo, la demanda de evaporación y la fenología árbol; D1t representa la

influencia que tienen en el crecimientos respecto a los pulsos generados por

disturbios endógenos o bien disturbios dentro del bosque, un ejemplo de esto es

la disminución en el crecimiento ocasionada por competencia entre individuos;

D2t que es la influencia generada por disturbios exógenos, ésta huella en los

anillos de crecimiento es el resultados de disturbios como fuego, viento, insectos,

enfermedades, agricultura y contaminación. & es un indicador binario asociado

con D1 y D2 de presencia (& = 1) ó ausencia (& = 0) de disturbios en las series,

es decir, la aleatoriedad en la presencia o ausencia de disturbios endógenos o

exógenos; Et es la variación no explicada por los otros factores, que se podría

deber a diferencias en fertilidad de suelo, dentro de los sitios, gradientes en las

características del suelo o bien errores en la medición.

En el presente trabajo se extrajo la señal climática de los crecimientos de pino y

encino, minimizando los efectos biológicos (disminución del crecimiento de

acuerdo a la edad), la varianza dada por el tipo de sitio (alta y baja productividad),

así como otros cambios dentro de los crecimientos no relacionados con el clima

(Fritts, 1976; Cook y Kairiuskstis, 1990).

El programa utilizado para minimizar la influencia biológica en los crecimientos

fue la Estandarización Autorregresiva (ARSTAN por sus siglas en inglés) incluido

en la librería de Programas Dendrocronológicos de la Universidad de Arizona. En

general, éste programa ajusta a cada serie, una curva exponencial negativa ó

alguna otra de mejor ajuste, para eliminar la varianza debido a factores biológicos

(Cook y Holmes, 1984; Delgado et al., 2000).

El modelo de una exponencial negativa es yt = a e–b t + k


29

Donde:

yt= Al crecimiento esperado para un año dado (t); a, b y k = Coeficientes de

regresión, que varían de serie a serie, de acuerdo a la pendiente de la curva en

el dato a ajustar: t= Tiempo que varía de 1 a n; en tanto que e= Base de

logaritmos naturales.

De esta manera cada serie por separado creó un índice, al dividir el valor de la

anchura del anillo medido con el micrómetro, entre el crecimiento esperado para

el año “t”, dado por el modelo exponencial negativo, o bien el valor de la curva o

recta que aplicó el programa a cada serie de medición (Figura 12).

La ecuación para estandarizar es:

I = W / Y

Donde:

I = Índice de crecimiento estandarizado.

W = Ancho del anillo medido con el micrómetro.

Y = Ancho de anillo obtenido con la ecuación exponencial negativa.

De esta manera, para cada muestra se generó un índice para cada anillo de

crecimiento, de acuerdo al ajuste realizado al aplicar rectas de regresión o curvas

exponenciales (Figura 12).


30

Figura 12. Ejemplo de estandarización de la serie BOE01A.

La estandarización permitió obtener una media en los crecimientos de 1.0 y una

varianza estable, de la parte interna y externa de cada serie de crecimiento,

pudiendo de esta manera, comparar árboles jóvenes y viejos (Cook y Holmes,

1984). Las nuevas series de datos estandarizados para cada especie, fueron

promediadas generando de esta manera una cronología maestra (Fritts, 1976)

(Figura 13).


31

Figura 13. Elementos dentro de una gráfica que representa los componentes de una cronología.

El programa generó tres tipos de cronologías, la cronología estándar, la

cronología residual y la cronología ARSTAN, cada una de ellas difiere en el grado

de ajuste (Delgado, 2000).

El empleo de las dos primeras se define de acuerdo a la asociación con los datos

climáticos. Para el presente estudio, se utilizó la cronología estándar, la cual se

ajusta a cada serie individual una curva que simula el crecimiento biológico y

posteriormente es promediada estadísticamente. Las cronologías de madera

temprana, tardía y anillo total se crearon para ambas especies.


32

Criterios de evaluación de las cronologías de Pinus y Quercus

En esta parte, se describen los parámetros que fueron tomados en cuenta para

evaluar la potencialidad de los crecimientos de las especies en estudio. La

descripción de los mismos y las ecuaciones dadas para cada una, en general son

tomadas de las obras de Fritts (1976) y Grissino-Mayer (2001).

Es importante mencionar que la siguiente evaluación se llevó a cabo sobre el

anillo total de cada cronología de ambas especies, posterior al proceso de

estandarización.

La intercorrelación entre series. Es la correlación total en todas las series, mide

la influencia de la señal climática común en todas las muestras de los árboles del

sitio y representa la confiabilidad de la cronología. Los valores para este

parámetro oscilan de 0.4 a 0.9.

Sensibilidad. En general éste estadístico es de uso específico en la

dendrocronología y calcula la variación entre un anillo de crecimiento y el

inmediato, considerándose como un indicador de la variabilidad interanual; de tal

manera, que el valor de éste refleja los cambios de corta variación o bien de alta

frecuencia, y cuyo origen radica en cambios ambientales (climáticos y biológicos).

La fórmula para determinar la Sensibilidad Media es:

= − ∑ | ��+ − �� + + �� |�= −�=

Dónde:


33

sm = Sensibilidad Media.

Xt = Anchura de anillos en el año t.

Xt+1 = Anchura del anillo en el año posterior a t (anillo contiguo).

n = Número de muestra.

Valores bajos indican que la especie tiende a ser complaciente o bien, presenta

una tendencia a producir anillos muy similares entre sí, con baja variación, por lo

que sus crecimientos describirían poco la variación climática; mientras que un

valor alto, representa a especies sensibles de gran importancia en estudios

dendroclimáticos, este criterio suele presentar valores entre 0.2 y 0.3.

Desviación estándar. Este parámetro es parte de la estadística descriptiva, que

se define como la medida de la variación de los datos alrededor de la media.

Gutiérrez, (2003) menciona que es el producto de la influencia de dos impulsos,

los factores que impactan a todo bosque, así como los factores que actúan entre

los mismos árboles.

La fórmula para determinar la desviación estándar es:

��√ − ∑ �� + ��=�=

Sx= Desviación estándar.

Xt= Anchura de anillos en el año t.

mx = Media del conjunto de mediciones de anchura de anillos.

n = Número de muestra.


34

Autocorrelación. Fritts (1976) y Delgado (2000) aclaran que la correlación

representa en si un valor de asociación entre las dos variables, en tanto que la

autocorrelación es la asociación de una variable con ella misma, considerando

un atraso (Lag) de orden en la variable. De este modo, la autocorrelación (L=1)

se calcula desplazando la serie un valor antes. La fórmula utilizada para calcularla

esta autocorrelación entre los anillos anuales es la siguiente:

= ∑ + += − = − � �

Rxy = Correlación promedio.

Xt = Anchura de anillos en el año t.

mx y my = Media del conjunto de mediciones de anchura de anillos.

Sx y Sy= Desviación estándar de las mediciones de anchura de anillos.

n = Número de datos comparados (muestra).

Se puede decir que el coeficiente de autocorrelación es una medida de la

varianza de baja frecuencia (periodos largos) y define la correlación que existe

entre cada valor de la serie y el inmediato anterior. En dendrocronología es

común encontrar el término denominado autocorrelación de primer orden o Lag-

1, principalmente porque el proceso fisiológico en los árboles crea un Lag o

retraso en respuesta al clima, y también porque las anomalías del clima persisten

de un año al siguiente. Esto es, cuando el crecimiento está fuertemente influido

por el año anterior, las tendencias se prolongan por periodos largos, por esto, es

común que a la autocorrelación se le denomine también como persistencia.

La proporción señal ruido. Es el resultado de dividir la señal común entre el

ruido o señal no común. Se entiende como señal, a la variabilidad común

presente en todas las series (Briffa y Jones, 1992). Generalmente se denomina


35

“señal a la variación que corresponde al clima, dado que es un factor que afecta

a todos los árboles de una localidad, aunque no es una regla. Por otra parte, la

señal no común o “ruido” corresponde a otros factores como la edad, dinámica

del bosque, factores genéticos y perturbaciones locales. Por lo que, una vez

llevada a cabo la estandarización, gran parte del ruido es eliminado, aunque

cierta proporción persiste dentro de las series de índices y es a partir de éstos

valores, que se calcula la señal ruido dentro de una serie de tiempo.

En general los valores superiores a 5 y 6 se consideran suficientemente

adecuados (Wigley et al., 1984).

Delgado (2000) menciona que una cronología que presenta valores altos en los

parámetros tales como, correlación entre series, sensibilidad media, desviación

estándar, relación señal ruido, así como un valor bajo en el parámetro

autocorrelación pueden considerarse especies con potencialidad para análisis

dendroclimáticos.

Función de respuesta o relación clima-crecimiento en Pinus y

Quercus

Uno de los principios de la dendrocronología, específica que los crecimientos del

árbol son la respuesta a un conjunto de factores, sin embargo, existe un factor

que domina y limita el crecimiento sobre un área geográfica extensa, de manera

que define en gran medida su desarrollo (Fritts, 1976). Para México y sur de

Estados Unidos éste factor limitativo de crecimiento es la precipitación

(Villanueva et al., 2008).

La asociación del crecimiento de cada especie con la variable climática

precipitación, se llevó a cabo utilizando los datos climáticos obtenidos a través de

la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), específicamente de la estación

meteorológica Iturbide, ubicada en la cabecera municipal del mismo municipio.


36

Los datos presentaron información de la precipitación mensual del período 1960-

2010. En dicho periodo se realizó un análisis de autocorrelación para detectar

posibles fluctuaciones a las cuales estuviera expuesta la serie climática, la cual

no mostró ningún tipo de problema.

Para definir la influencia del clima sobre el crecimiento de las especies, se definió

el tipo de versión de cronología a utilizar; es decir, estándar o residual; así como

la banda de crecimiento (madera temprana, tardía o anillo total) en la cual el factor

climático tuviera más influencia.

Para ello, se corrió una función de respuesta, utilizando análisis de correlación

sobre los índices de anchos de anillos (madera temprana, tardía y anillo total) y

el promedio de precipitación para cada año durante el período de registros

disponibles.

Lo anterior, permitió determinar dos series temporales, una perteneciente a la

versión de cronología mejor asociada con el clima (estándar o residual) y los

datos climáticos mensuales anuales de mayor influencia representados en forma

acumulada.

Es importante destacar en este apartado, que la respuesta al clima de los

crecimientos del Q. canbyi finalizan en esta sección, resolviendo la hipótesis

planteada para esta especie.

Para el caso del pino, este análisis continúa con la reconstrucción climática,

dando paso a la comprobación de las hipótesis faltantes.


37

Reconstrucción climática en crecimientos de P. pseudostrobus

Generación del modelo climático y verificación estadística

Para analizar las tendencias a largo plazo dentro de una serie, el ajuste con

rectas de regresión ha sido ampliamente utilizado. En donde el parámetro que

indica la tasa de cambio de la variable analizada es la pendiente de la recta

ajustada, en donde las unidades son mm/año, en el caso de precipitación; sin

embargo, esto debe de realizarse con la debida estandarización para las series

y verificando que las serie climática no presente algún tipo de autocorrealción

(Ribas, 2006).

La aplicación de una regresión sobre los índices P. pseudostrobus y el clima,

generó una ecuación de tipo lineal en el periodo de 1985-2009. En el que los

índices de P. pseudostrobus actúan como predictores de la variable climática en

el tiempo.

yt = β0 + β1 (x t)

Donde:

yt = Valor de precipitación reconstruida de un año en particular (mm).

β0 = Intercepto.

β1= Pendiente.

xt = Índice del ancho de anillo total (variable independiente).

Verificación del modelo a través del programa VERIFY

El modelo fue calibrado en el periodo 1985-2009 (24 años) y validado

estadísticamente con los datos climáticos independientes del periodo 1960-1984

(24 años) (Figura 14). En éste lapso de tiempo, la precipitación reconstruida con

el modelo climático fue comparado estadísticamente con los datos de


38

precipitación obtenidos de la estación climática. El programa utilizado para ello

fue VERIFY del DPL (Dendrochronological Program Library) del Laboratorio de

anillos de árboles, de la Universidad de Arizona, EUA.

Figura 14. Fundamento estadístico de la verificación.

Una vez validado el modelo de reconstrucción con diferentes pruebas

estadísticas tales como, reducción del error, diferencia de los signos, correlación,

se procedió a aplicar el modelo en el periodo completo de la cronología (1864-

2013).

Verificación de la precipitación reconstruida

Con la finalidad de dar respuesta a la hipótesis planteada se procedió a probar

que los crecimientos de P. pseudostrobus reproducen con confiabilidad los

eventos de precipitación ocurridos para la región.

La verificación de la reconstrucción climática se realizó en diferentes formas:

1. Se realizó una asociación entre la precipitación reconstruida enero-julio y el

promedio de la precipitación de enero a julio para todo México, a través del

conjunto de datos CRU TS versión 3.22 desarrollado por la Unidad de


39

Investigación Climática del Este de Anglia, la cual está compuesto por series de

tiempo mensuales interpoladas a una malla homogénea de puntos con una

resolución de 0.5 x 0.5. El periodo de tiempo asociado fue de 1955 a 2013

(Mitchell y Jones, 2005).

2. También se efectuó un análisis de años extremos (secos o húmedos)

corroborados con el Atlas de sequía para México (MXDA, por sus siglas en

Inglés) (Burnette et al., 2014).

3. Por último se compararon los resultados obtenidos con estudios similares

generados para el Norte-Noreste de México.

Asociación de parámetros dendrocronológicos con ENOS y

PDO

Estudios sugieren que en Norte América y específicamente el noreste de México

se ven influenciados por las variaciones en la temperatura de la superficie del

mar (Barlowet al. 2001; Guant y Sumant. 2008). Entre los fenómenos más

importantes se encuentran El Niño/Oscilación del Sur y la Oscilación Decadal del

Pacífico (PDO).

Para llevar a cabo este análisis, se procedió a asociar los estimativos de la

variabilidad de El Niño (ENOS región 3.4) y la PDO con los parámetros

dendrocronológicos (madera temprana, madera tardía y anillo total). Para ello, se

aplicaron análisis de correlación, que definieron el periodo de repuesta, su grado

de asociación y significancia. El periodo de asociación se realizó de 1900 a 2007

(108 años).


40

1.7 RESULTADOS

Análisis del programa COFECHA y ARSTAN

En el muestreo se recolectaron 98 núcleos de crecimiento de P. pseudostrobus

(pino) y 15 muestras de Q. canbyi (encino), de éstas, se seleccionaron aquellas

que presentaran crecimientos concordantes, de tal manera, que el análisis se

realizó con 33 individuos de pino, utilizando 77 muestras; así como 8 árboles de

encino con un una réplica de 11 muestras. El programa COFECHA indicó una

intercorrelación entre series para el pino de 0.72 y para el encino de 0.62.

El desarrollo de cronologías se realizó con el programa ARSTAN, el cual aplicó

diferentes rectas y curvas de acuerdo al crecimiento del árbol (Figura 15).

Figura 15. Curvas aplicadas a las series fechadas y medidas para la cronología de pino. La línea roja representa la media de la cronología.

La cronología de pino se extendió por 150 años (1864-2013); mientras que la de

encino por 85 años (1930-2013). La asociación significativa entre ambas series

denota una señal climática común (Figura 16).


41

Figura 16. Asociación entre las cronologías de P. pseudostrobus y Q. canbyi.

Potencial dendrocronológico de Quercus y Pinus

Los valores de los parámetros para evaluar la capacidad de las especies a

producir anillos anuales y su potencial en estudios de clima se muestra en los

cuadros 1 y 2.

Cuadro 1. Valores obtenidos de acuerdo a criterios dendroclimáticos para determinar el potencial dendrocronológico de P. pseudostrobus Lindl.

Pinus pseudostrobus Lindl Criterios Valores Numero de series (# árboles) 77(35) Intercorrelación entre series 0.701 Desviación estándar 1.825 Sensibilidad media 0.408 Autocorrelación de primer orden 0.729 Relación señal ruido 37.08 Extensión 1864-2013


42

Cuadro 2. Valores obtenidos de acuerdo a criterios dendroclimáticas para determinar potencial dendrocronológico de la especie Q. canbyi Trel.

Relación clima-crecimiento de la especie Q. canbyi

La base de datos climáticos procedente de las estaciones climáticas mostró una

extensión de 50 años (1960-2010); la asociación de ésta base de datos con las

cronologías para cada especie tuvieron los siguientes resultados:

La mayor asociación entre el clima y el índice de ancho anillo del Q. canbyi se

obtuvo utilizando la versión estándar de la cronología. La mayor asociación entre

los datos climáticos y la cronología estándar se determinó para el periodo enero-

julio (Figura 17).

Figura 17. Asociación entre la precipitación de la estación meteorológica Iturbide, Nuevo León y el índice de ancho de anillo de madera tardía para la especie Q. canbyi.

Q. canbyi Trel. Criterios Valores Número de series (# árboles) 11(8) Intercorrelación entre series 0.612 Desviación estándar 0.582 Sensibilidad media 0.478 Autocorrealción de primer orden 0.126 Relación señal ruido 5.329 Tiempo cubierto 1930 - 2013


43

La precipitación acumulada de los meses (enero a julio) mostró una correlación

con la serie de madera temprana de 0.55; con anillo total fue de 0.62 y con

madera tardía de 0.63. Por lo que se deduce que, la madera tardía de Q. canbyi

es la que mejor responde a la precipitación acumulada enero-julio. Dando

respuesta a la hipótesis planteada para el encino.

Relación clima-crecimiento de P. pseudostrobus

La cronología estándar de anillo total de P. pseudostrobus respondió altamente

a la precipitación acumulada enero-julio (Figura 18). Las diversas asociaciones

observadas fueron con madera temprana con una correlación de 0.72, con

madera tardía de 0.62 y con anillo total de 0.70.

Figura 18. Periodo de mayor correlación entre la cronología de madera temprana y los datos de precipitación acumulada enero-julio.

Reconstrucción del clima en P. pseudostrobus

La asociación entre el índice madera temprana de P. pseudostrobus y la

precipitación acumulada presentó una relación positiva; por lo que una ecuación

lineal puede explicar el comportamiento de la variable dependiente (Figura 19).


44

Figura 19. Relación entre la cronología de madera temprana y la precipitación acumulada (enero-julio) con los datos climáticos de la estación Iturbide, período1960-2009.

La alta asociación significativa entre ambas variables (Cuadro. 3) indicó potencial

para reconstruir la precipitación (Figura 20).

Figura 20. Cronología estándar de madera temprana del P. pseudostrobus (línea negra) y la precipitación acumulada Enero-Julio del período1960-2009 (línea punteada).


45

Cuadro 3. Coeficientes del modelo climático

Coeficientes Estimate

Std. Error

t value Pr(>|t|)

Intercepto 93.68 29.89 3.134 0.00294 **

Cronología de

Madera

temprana

206.60 28.60 7.223 3.35e-09 ***

Significancia 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1

El Modelo a utilizar fue:

Yt = 93.68 + 206.60Xt

Dónde:

Yt = Valor de la precipitación reconstruido Enero-Julio de un año en particular

(mm).

Xt = Índice de madera temprana.

El cual fue calibrado y verificado con el programa VERIFY.

Las pruebas principales mediante las cuales se calibró y verificó el modelo fueron:

la reducción del error del modelo, prueba “t”, prueba de signos, así como R2; de

esta manera, se validó estadísticamente el modelo con fines de reconstrucción

en la extensión total de la cronología, período 1861-2013 (Cuadro 4, Figura 21).

Cuadro 4. Pruebas para la calibración y la verificación del modelo

Periodo R2 Pearson corr (r)

Pueba de “t”

Prueba de signos

Reducción del error

Calibración 1985 2009

0.52

0.7247*

4.17*

3/7*

0.508*

Verificación 1960 1984

0.50

0.7103*

2.022*

4/7*

0.55*


46

Figura 21. Calibración del año 1985 al 2009 y verificación del modelo de 1960 al 1984.

Reconstrucción climática y detección de periodos secos

El periodo reconstruido de precipitación reveló tres eventos de sequía; el primero

de ellos se presentó de 1908 a 1922, el segundo de 1946 a 1963 y el último de

1992 a 2009 (Figura 22).

Figura 22. Reconstrucción estacional de precipitación acumulada enero - julio, del período1864-2013 para el área de Iturbide Nuevo León. La línea negra constituye una línea flexible o media móvil para resaltar eventos secos y húmedos a partir de una media representada por una línea delgada sólida.


47

Asociación de la precipitación reconstruida y la precipitación

para todo México

La precipitación reconstruida para el periodo enero- julio, fue asociada con la

precipitación promedio de enero julio para todo México, obtenido una asociación

altamente significaba de mayor correlación para el noreste de México (Figura 23

y 24).

Figura 23. Correlación entre la precipitación reconstruida y la precipitación promedio enero – julio para todo México. (1955-2013).

Figura 24. Grado de significancia entre la precipitación reconstruida y la precipitación promedio enero – julio para todo México.


48

Validación de años secos y húmedos con Altas de Sequía

Los años más secos recontruidos en los últmos 50 años fueron :1950, 1953,

1963, 1982, 1998 y 2000; uno de los más humedos fue 1981. Estos años se

verificaron con el Atlas de Sequía para todo México (MXDA) (Figura 25).

Figura 25. Años secos y húmedos extremos arrojados en el Atlas de Sequía para México. El color amarillo a rojo indica sequías fuertes; el color azul años indican años húmedos.

Asociación entre la madera temprana del pino y PDO-ENOS

La asociación entre la madera temprana y los estimativos del ENSO y la PDO no

fueron altamente correlacionados, sin embargo, se obtuvo una asociación

positiva del período enero-abril con ambos fenómenos. La asociación entre la


49

serie de madera temprana y la PDO fue positiva en prácticamente todos los

meses del año (Figura 26).

Figura 26. Determinación del período de influencia entre los índices de P. pseudostrobus e índices de la PDO y ENOS.


50

1. 8 DISCUSIÓN

Evaluación de cronologías y respuesta climática de Pinus y Quercus

Evaluación de las cronologías del pino y el encino

La evaluación de las cronologías se llevó a cabo comparando los parámetros

dendrocronológicos. Los valores promedio indicados para cada criterios son

reportados por Fritts, (1976) así como valores obtenidos en diversos trabajos

realizados para México.

De acuerdo con estos autores el valor de Intercorrelación entre series oscila

entre 0.4 a 0.9. Para México, Pseudotsuga menziesii muestra valores en el rango

de 0.55 a 0.75 (Cerano et al., 2004; Villanueva et al., 2008). En éste trabajo, la

intecorrelación entre series mostró un valor de 0.701 para el pino y de 0.612 para

el encino. Por lo que estos valores se encuentran en un rango aceptable con

fines de reconstrucción climática.

En el criterio de Sensibilidad Media, las especies con valores de 0.60 indican

una alta sensibilidad y valores menores o iguales a 0.15 se consideran poco

sensibles. Para México una las especies pertenecientes al género Pinus resultan

ser altamente sensibles y se encuentran entre 0.30 a 0.5 (Santillán et al., 2008;

Constante et al., 2009). En las especies en estudio, la sensibilidad media del pino

fue de 0.408 y en el encino de 0.478. Los valores encontrados en las dos

especies muestran una variabilidad indicativo de buen potencial con fines

dendroclimáticos.


51

Uno de los criterios más importante a tomar en cuenta en estudios

dendrocronológicos es el parámetro de Autocorrelación, que fluctúan entre 0.6

y 0.8. En México, los valores para este parámetro en la especie Pseudotsuga

menziesii se reportan entre 0.03 a 0.49 (Villanueva et al., 2008). Para éste criterio,

el encino presentó los valores más bajos de autocorrelación con 0.126, en tanto

que en el pino fue de 0.729; ésta información sugiere que los crecimientos

anuales de Q. canbyi son poco afectados por las condiciones del crecimiento del

año anterior. Sin embargo, este valor se encuentra muy por debajo del valor

mínimo común, por lo que sería importante tomarlo con cierta reserva. En cuanto

al pino este oscila dentro de los rangos usuales, considerándose aceptable.

Por último, el criterio Relación Señal-Ruido, es un parámetro asociado a la

sensibilidad. Para éste, Wigley et al. (1984) indica que los valores superiores a 5

y 6 se consideran suficientemente adecuados. Tomando en cuenta que la

relación señal ruido depende en gran medida de la sensibilidad, se han tomado

como referencia especies sensibles para México como lo son Pinus pinceana, y

Pseudotsuga menziesii, con valores que van de 30 a 50 (Santillán et al., 2010;

Cerano, 2004); aunque también se han reportado cronologías como las de

Taxodium mucrantun Ten. con valores de 2.5 a 7.34. Para este caso, el encino

presentó un valor de 5.32, mientras que el pino tuvo un valor de 37.08. Como se

puede observar, los valores del encino están muy por debajo de los del pino, pero

tomando en cuenta que éste parámetro depende del tamaño de muestra, es

posible que éste valor este influenciado por un tamaño de muestra reducido; sin

embargo, es notable que existe cierta señal común captada por las la mayoría de

las muestras del encino; mientras que el pino muestra un valor alto, revelando

una alta señal registrada en la mayoría de las muestras.

De manera general, se puede decir que una cronología tiene buen potencial

dendrocronológico sí presenta, un valor de índice alto en los parámetros de


52

Sensibilidad Media, Relación Señal-Ruido e Intercorrelación entre series; así

como un valor bajo de Autocorrelación de Primer Orden (Fritts, 1976; Delgado,

2000).

Por lo que las especies evaluadas en este estudio, presentan criterios

aceptables; es importante hacer mención el bajo tamaño de muestras utilizado

para generar la cronología de encino, que representa de alguna forma menos

confiabilidad en comparación de los valores encontrados para el pino.

Respuesta climática del Quercus y Pinus

Los resultados indican una asociación de ambas especies al periodo de

precipitación enero a julio, aunque en el pino, la respuesta se encontró con la

madera temprana y en el encino con la madera tardía.

En éste aspecto, autores indican que el roble presenta cambios marcados entre

la madera temprana y tardía (Richter y Dallwitz ,2000; Schweingruber, 1993). De

manera que, en la madera tardía, se denota una mayor cantidad de poros con

menor tamaño, esta particularidad, le permite disponer de agua al momento de

crecer, razón por la cual, las angiospermas en general son más eficientes en el

transporte de agua (Speer, 2010). Por lo que, sí se considerara la mayor

demanda de agua para su crecimiento, éstos poros aunque pequeños, presentan

una mayor superficie, que podrían estar indicando una mayor cantidad de agua

utilizada en el periodo de crecimiento, razón por la cual, en el presente trabajo,

la madera tardía ostentó una alta asociación significativa con la precipitación.


53

El antecedente de que la variación de la madera tardía es un indicativo de su

sensibilidad climática y de la influencia con la sequías estivales (Michelot et al.,

(2012), permite sustentar la respuesta de la madera tardía del encino al periodo

de precipitación (enero-julio); así como el hecho de que en la región de estudio

las canículas son marcadas (Mosiño y García, 1969; Vidal, 2005).

En cuanto a la respuesta de sus crecimientos en el periodo enero a julio, en la

actualidad existen diversos estudios en México que reportan la respuesta de los

crecimientos de las especies de coníferas a la precipitación invernal (Santillán,

2008; Constante et al., 2009; Villanueva et al., 2009c; Cerano et al., 2011a) que

resultan ser aprovechados por la especie al ser almacenada en el perfil del suelo

y hacerse disponible al inicio de la estación de crecimiento (Meko et al., 1996).

La respuesta del crecimiento del P. pseudostrobus a la madera temprana no ha

sido documentada por otros trabajos sin embargo, para el presente se pudo ver

una asociación muy similar entre el anillo total y la madera temprana, denotando

una mayor correlación con ésta última. Sin embargo, trabajos para el noroeste de

México han reportado para Pseudotsuga menziesii una asociación significativa

entre la madera temprana y la precipitación (Villanueva et al., 2009c) al igual que

para el noreste del mismo (Cerano et al., 2011b).

Reconstrucción climática del P. pseudostrobus

Reconstrucción climática y datos históricos

El lapso de tiempo reconstruido para la precipitación tiene una extensión de poco

más de un siglo, tiempo en el cual se presentan básicamente tres sub-periodos


54

secos, el primero de ellos se presenta de 1908 a 1922, un segundo de 1946 a

1963 y un último de 1992 a 2009.

Estos eventos secos generados en esta reconstrucción del climatica, también son

reportados en otros trabajos para el norte de México, especialmente para los

estados de Durango, Chihuahua (Cleaveland et al., 2003; Villanueva et al., 2008).

Sin embargo, es importante hacer énfasis en estudios dendrocronológicos

realizados para el noreste del mismo, específicamente para el sur de Nuevo León

en donde Villanueva et al. (2007b) da a conocer sequías dentro de las décadas

de 1910 y 1950; de igual manera un periodo que generalmente es reportado

como extremadamente seco en el país, es la década de 1950, la cual es

documentada en la sierra de Arteaga de 1950 a 1965 (Cerano et al., 2011b); por

otro lado, en la parte baja de la Sierra Zapalinamé se reporta como parte de las

sequías de inicio de siglo, el período de los años1920´s y más tarde la de los

años 1950´s; además un periodo reciente en prácticamente toda la década del

2000 es reportado por Villanueva et al. (2009a).

Para el último periodo de 1992 a 2009, estudios como el de Ortega et al. (2011)

reportan escurrimientos limitados en las presas del noreste de México,

ocasionada por sequías recurrentes a lo largo de 14 años del año 1992 a 2005,

el cual viene a sustentar el último periodo seco de 1992-2009.

Asociación entre la madera temprana del pino, ENOS y PDO

El fenómeno del Niño es uno de los patrones de circulación atmosférico que

afecta el norte de México y da lugar a un incremento en la precipitación invernal

principalmente en su fase cálida (Stahle y Cleaveland, 1993 y Magaña, 1999).


55

Así, estudios dendrocronológicos en el noreste del país, al reconstruir la

precipitación invierno-primavera y asociarla con el fenómeno de El Niño han

encontrado una asociación significativa, generalmente a inicios del siglo XX

(Cerano et al., 2004; Constante et al., 2009; Villanueva et al., 2011). Indicando

con ello una asociación del ENOS en las precipitaciones de invierno. Lo cual,

coinciden con el presente trabajo, en donde, si bien no se encontró una

asociación alta, denota una influencia de éste fenómeno en las precipitaciones

invernales (enero a abril).

En cuanto la PDO, ésta ha sido poco estudiado sin embargo, trabajos como los

de Villanueva et al. (2011) indican una asociación para la precipitación en

Chihuahua de junio a agosto; en tanto que Méndez et al. (2010) señala una

asociación para el noreste de mayo a octubre; otros trabajos similares indican

que éste influye de forma positiva en la precipitación de noviembre, marzo y mayo

(Ramírez, 2009).

En el presente estudio, la asociación de la madera temprana, al ser asociada con

la PDO indicó una asociación de tipo positiva, no significativa con una influencia

en la mayoría de los meses del año.


56

1.9 CONCLUSIONES

La evaluación de acuerdo a criterios dendrocronológicos realizada para la

especie Quercus canbyi Trel. permite definirla como una especie con potencial

dendrocronológico, en donde la madera tardía constituyó la banda de crecimiento

más sensible al periodo de precipitación acumulada enero-julio. Si bien, algunos

parámetros dendrocronológicos fueron comparativamente superiores con

respecto a P. pseudostrobus; también se debe de indicar que la obtención de

dichos parámetros se fundamentó en un bajo tamaño de muestra, siendo

importante incrementarla en futuros trabajos para ampliar la precisión.

La cronología estándar de madera temprana de P. pseudostrobus respondió

significativamente a la precipitación acumulada enero-julio. La respuesta de la

reconstrucción climática en base a la madera temprana, resultó ser significativa

para el noreste de México.

La asociación de la madera temprana con estimativos de fenómenos

atmosféricos como ENOS y PDO no fue significativa. No obstante, exhibió una

asociación positiva con índices del PDO para todos los meses del año; la

asociación con ENOS indica una influencia para el período enero-abril, donde

ambos fenómenos parecen estar en fase.


57

1.10 RECOMENDACIONES

El análisis de Q. canbyi reportado en este estudio se considera preliminar, no

obstante, la especie muestra potencial para estudios de clima, particularmente

durante el verano, donde se presenta el mayor porcentaje de precipitación para

la región. Futuros estudios con esta especie, deben considerar incrementar el

tamaño de muestras en al menos 30 secciones transversales, con los cuales los

parámetros dendrocronológicos derivados de los programas de fechado y de

estandarización tengan mayor valides estadística. Estos estudios deben ir

aparejados con análisis anatómicos, para diferenciar con claridad los límites de

los anillos de crecimiento y las estructuras desarrolladas en cada una de las

etapas de crecimiento de la especie; situación que puede ayudar a determinar

con mayor precisión la formación de madera temprana y tardía y la respuesta de

los componentes celulares a la variación interanual y multianual del clima.


58

1.11 BIBLIOGRAFÍA

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CAPÍTULO II. ANÁLISIS DE LOS CRECIMIENTOS DE Pinus

pseudostrobus Lindl.

Pinus pseudostrobus dentro del área de Resguardo


75

2.0 RESUMEN

El aumento gradual de la temperatura en el mundo y la ocurrencia de eventos

climáticos extremos afecta los bosques de clima templado. En estos

ecosistemas, las áreas de protección son vulnerables. El rápido y excesivo

crecimiento de los árboles ante la ausencia de actividades silviculturales provoca

una alta competencia por recursos, sobre todo en eventos prolongados de

sequía. Este trabajo presenta el efecto del resguardo en los incrementos de Pinus

pseudostrobus Lind (pino) en un área de protección al noreste de México. Se

compararon los incrementos en área basal (BAI) en relación con el diámetro,

edad y densidad de los árboles de un área de protección por más de 30 años y

un área de control. La gran cantidad de árboles y mayores diámetros en el área

de protección genera una diferencia significativa entre los incrementos anuales

de esta área con respecto al área de control.


76

2.1 ABSTRACT

The gradual increase in temperature in the world and the occurrence of extreme

weather events affect the temperate forests. In these ecosystems, the protected

areas are vulnerable. The rapid and excessive growth of trees in the absence of

silvicultural activities causes high competition for resources, particularly in

prolonged drought events.This paper presents the effect of increases under guard

of Pinus pseudostrobus Lind (pine) at protected area of northeastern Mexico.

Increases in basal area (BAI) were compared in relation to the diameter, age and

density of trees in a protected area for over 30 years and a control area. The large

number of trees and larger diameter in the area of protection creates a significant

difference between annual increases in this area with respect to the control area.


77

2.2 INTRODUCCIÓN

El crecimiento secundario de los árboles está definido por cinco grandes

componentes: la tendencia debida a de la edad, el efecto de clima, los pulsos

generados por disturbios endógenos, entre las que destacan la competencia, los

pulsos generados por disturbios exógenos tales como plagas, enfermedades e

incendios, así como factores no explicados que pueden deberse a la fertilidad o

características del sito o bien gradientes que afectan la profundidad del suelo y

otras características del sitio (Cook,1987).

En la actualidad, ante un evidente cambio climático, el factor clima se ha tornado

determínate y de gran afectación para los ecosistemas forestales, entre los

principales eventos extremos a los que los bosques son vulnerables están las

sequias, temperaturas máxima elevadas y olas de calor, que son cada vez más

frecuentes y de mayor intensidad (IPCC, 2007).

Sin embargo, los registros del impacto del clima y específicamente de las sequías

que impactan el crecimiento de las especies arbóreas en los bosques, se han

documentado ampliamente en las décadas de 1970 y 1980 en Europa Central y

noreste de Norte América, donde bosques enteros fueron afectados, reflejándose

en una disminución en su crecimiento secundario, causando mortalidad en la

mayoría de los casos (Hertel, 1988). Actualmente, una gran cantidad de estudios

dendrocronológicos en América del Sur, señalan una reducción en los

crecimientos anuales ocasionados por sequías (Villalba y Veblen 1998; Amoroso

2009; Mundo et al., 2010).

El clima no es el único factor que impacta de forma determinante los crecimientos

de los árboles, ya que la competencia es ampliamente reconocida como uno de

los elementos que más influye en el crecimiento anual de un árbol, de tal manera


78

que a mayor número de individuos por unidad de superficie, mayor es su efecto,

reflejado en una disminución de la reproducción, supervivencia y crecimiento de

los individuos (Trepl, 1994; Gadow et al., 2001). El entendimiento del efecto de

la competencia ha conllevado a la aplicación de aclareos como actividad

principal, para un aumento en la productividad de las áreas forestales (Bréda et

al., 1995; McDowell et al., 2003).

Estudios sobre el impacto de ambos factores en el crecimiento de los árboles,

indican, que la influencia de los aclareos, se ve limitada por la presencia de

sequías, situación que produce un efecto mayor en la diminución de los

crecimientos (Gea et al., 2009; Martín et al., 2010; Bigler y Bugmann, 2004), que

inclusive puede ocasionar mortandad de individuos, afectando la estructura del

bosque (Manion, 1991).

Lo anterior es relevante para México, donde estudios dendrocronológicos revelan

que las sequías se presentan cada vez más frecuentes e intensas, con un patrón

de incidencia entre 50 y 60 años (Villanueva et al., 2008; Villanueva et al., 2009;

Cerano et al., 2011).

El presente estudio, se ubica al noreste de México, donde el efecto del clima es

intenso (Mosiño y García, 1996; Vidal, 2005), al considerar que las estaciones del

año son marcadas y cuya influencia es determinante en la producción de anillos

anuales de crecimiento (Morey, 1977). Los árboles analizados fueron obtenidos

dentro de un área que fue resguardada a finales de la década de 1980 (Hijweege

y Mess, 1986). En esta área, los árboles evidencian alta supresión en las últimas

décadas y donde trabajos recientes sobre cargas de combustibles sugieren

intervenciones al arbolado, para disminuir la continuidad horizontal y vertical con

fines preventivos de incendios (Rubio, 2013).


79

2.3 JUSTIFICACIÓN

El presente estudio proporciona información acerca de la influencia en los

crecimientos de P. pseudostrobus respecto a la densidad y frecuencia de

sequias; información necesaria para la toma de decisiones en términos de

manejo del área resguardada con fines de estudio “Bosque Escuela”,

perteneciente a la Universidad Autónoma de Nuevo León. La importancia

ecológica de este sitio se debe a que forma parte de una las regiones con mayor

biodiversidad como lo es la Sierra Madre Oriental, además de pertenecer al Área

Prioritaria No. 82 denominada “Cañón de Iturbide” (Arriaga, 2000).


80

2.4 OBJETIVO

Determinar la influencia del resguardo sobre los crecimientos de Pinus

pseudostrobus.

Objetivos específicos

a) Definición y muestreo del área de resguardo y una área testigo o control.

b) Análisis de las áreas en términos de densidad el arbolado, edad y diversidad

florística.

c) Generación de cronologías de Incremento en área basal “BAI” para el sito con

resguardo y sin protección (control).

d) Asociación de ambas cronología con el clima y verificado con archivos

históricos.

Hipótesis

Los crecimientos de P. pseudostrobus presentan una disminución derivado del

proceso de exclusión del área.


81

2.5 ANTECEDENTES

Efecto de la sequía y la densidad de arbolado

La magnitud e intensidad de las sequías impactan los procesos básicos de los

árboles, autores como Gowda y Kitzberger, (2013) conceptúan al árbol como una

columna capilar continua, que conecta el agua del suelo a la atmosfera, teniendo

como salida los estomas a través de los vasos del xilema; los eventos de sequía

e insolación, producen un exceso de demanda de agua en los estomas y poca

oferta a nivel de raíz, propiciando así la ruptura y la entrada de pequeñas burbujas

en los conductos y el corte del flujo de agua en el sistema conductor, produciendo

un efecto en cascada, que trae consigo en muchos casos la muerte del arbolado.

Sin embargo, no todas las plantas reaccionan de la misma manera y al evitar la

pérdida del agua, algunas de ellas cierran sus estomas durante periodos

prolongados de escases de lluvia, impidiendo de alguna manera, realizar con

satisfacción la fotosíntesis, lo que afecta el proceso de fijación de carbono

necesario para las funciones metabólicas del árbol. Otra idea ligada a esta última,

es que las sequías prolongadas matan a los organismos que degradan la materia

orgánica, reduciendo el reciclaje de nutrientes, lo que origina su muerte.

No obstante, el desarrollo del crecimiento de los árboles no sólo se basa en el

factor climático (Cook, E. R., 1987) si no que, existen otros factores

determinantes del crecimiento como es la densidad.

En general, los individuos son afectados por los recursos disponibles en el lugar

donde se desarrollan; sí éstos pertenecen a una misma especie, tienden a

demandar recursos muy similares para sobrevivir, crecer y reproducirse. Esta

interacción entre arboles denominada competencia es reconocida como el motor

de la evolución en los ecosistemas forestales (Keddy, 1989; Gadowet al., 2001)


82

A respecto, Craib (1939), citado por Gadow et al., 2001 explican e ilustran como

el crecimiento en diámetro es sensible a los cambios de densidad en un rodal, de

tal manera que, la cantidad de individuos influye considerablemente en el grosor

del anillo anual (Figura 27).

Figura 27.Crecimiento de 9 anillos en diferentes niveles de densidad Gadow et al. (2001).

Vulnerabilidad de los bosques y cambio climático

Escenarios sobre el cambio de clima indican que para a mitad de siglo (2050),

las temperaturas serán en general de 2 a 3°C más calurosos y más secas,

especialmente para el norte y centro de México (Magaña, 1999). Los ecosistemas

más susceptibles a estos cambios son los ubicados en climas templados,

concretamente los bosques de coníferas y encinos, que aunque representan 17

% de la superficie forestal y que el 70 % de ellos se encuentra conservado, éstos

resultarán afectados en 67 % del total de su población (Villers y Trejo, 1998). Este

panorama no es alentador para México, ya que la materia prima de la industria

forestal se obtiene de las especies pertenecientes a este tipo de bosques, en

donde el 50 % de ellas tienen importancia comercial y donde el 80 % de los

productos forestales dependen de éstas (Toledo et al., 1993; Senz et al., 2003).


83

Otros ecosistemas forestales vulnerables son los presentes en las áreas

protegidas en México, donde la protección se basa en leyes con tendencias

conservacionistas surgidas en tiempos climáticamente menos drásticos y que

hoy en día, estos ecosistemas preservados tienden a ser más vulnerables. La

acumulación de combustibles en las áreas protegidas, donde la falta de

actividades de extracción, origina una alta acumulación de combustibles, los hace

más susceptibles a incendios forestales (Manson et al., 2009); así mismo,

mayores densidades de arbolado que propician competencia en la disponibilidad

de recursos, podrían complicar el crecimiento en eventos de sequía prolongados

o de gran magnitud. Esta situación se complica, ya que en muchos casos, la

aplicación de aclareos o limpias no son prácticas habituales en estas áreas

protegidas; por lo que deben de implementarse para reducir la vulnerabilidad ante

cambios climáticos adversos (Martín et al., 2010).


84

2.6 MATERIALES Y MÉTODOS

Ubicación, descripción y antecedentes del área de estudio

La obtención de las muestras se realizó en dos áreas, una de ellas dentro del

Campus Ecológico Iturbide, llamado “Bosque Escuela” perteneciente a la

Universidad Autónoma de Nuevo León; una segunda área, se ubicó

relativamente cercana al Campus Ecológico y adjunta al ejido Santa Rosa.

Ambas áreas pertenecen al municipio de Iturbide, Nuevo León y se ubican

relativamente cercana una de la otra (Figura 28). La precipitación promedio anual

para la región es de 600 mm, con una estación interestival seca. En general,

presenta precipitación variable. Los inviernos son secos y fríos. La temperatura

promedio anual es aproximadamente 17°C. La geología de esta área, consiste

en lutitas y calizas de Cretácico superior, la topografía es accidentada, con

pendientes generalmente pronunciadas. El área denominada área de resguardo

consta de1035 ha, se le dio el nombre de “Bosque Escuela” en junio de 1983,

año en el cual comenzaron los primeros experimentos y plantaciones, en 1984

se abrió el camino de terracería, para 1984 se había construido la casa, la palapa

y parte del cercado (Hijweege y Mess, 1986).

Figura 28. Ubicación del área de estudio y localización de las parcelas.


85

Trabajo de campo

Recorridos y definición de área de resguardo y control

En estudios de reconstrucción o historial de rodales, existen diferentes formas de

analizar la señal de interés en los crecimientos anuales, una de éstas es

comparar el área afectada contra un testigo y de esta manera filtrar el efecto de

la primera, respecto a la segunda; así mismo es importante obtener información

de la edad del arbolado, densidad y la composición de especies (Kitzberger et

al., 2000).

Para cumplir con los objetivos planteados en el estudio, se seleccionó el sitio

protegido Área de Resguardo o Bosque Escuela y un segundo sitio sin protección

(testigo, control), ubicado al lado del poblado Santa Rosa (Figura 2).

Tanto los recorridos preliminares como trabajos realizados dentro del área

permitieron identificar en ambas áreas la especie P. pseudostrobus como la más

representativa (Rubio, 2013). En estos sitios se implementó dos tipos de

muestreo; el primero para el análisis del crecimiento secundario en la especie

Pinus pseudostrobus y el segundo muestreo para analizar densidad, edad del

arbolado y diversidad florística del área.

Muestreo y número de individuos para análisis de crecimiento

Con respecto al número de individuos requeridos para el análisis de los

crecimientos con fines históricos del rodal, algunos estudios indican que para

detectar la respuesta media del grupo afectado por la señal de interés dentro de

un rodal, se recomiendan al menos 10 individuos con dos núcleos de crecimiento

(Swetnam et al., 1985); sin embargo, debido a que no todas las muestras pueden

llegar a ser cofechadas o datadas, se recomienda obtener de 20 a 30 individuos.


86

Al respecto, Kitzberger et al. (2000) señala que en las reconstrucciones de

historia de rodal es común encontrar un gran número de anillos faltantes o bien

paquetes de micro-anillos imposibles de discriminar y medir, por lo que la

cantidad de muestra deberá ser lo suficientemente grande como para detectar y

sustentar los anillos perdidos.

Al considerar la existencia de una cronología regional (Capítulo I del presente

trabajo), en cada área se tomó diferente número de individuos de 2 a 3 núcleos

de crecimiento por árbol. La obtención de los incrementos se realizó con una

barrena Pressler siguiendo las recomendaciones utilizadas en muestreos

dendrocronológicas para México (Villanueva et al., 2009a).

El muestreo fue selectivo y tanto en el área de resguardo como en el control se

seleccionaron individuos de P. pseudostrobus con diámetros superiores a 25 cm

en una superficie superior a 1 ha por área. Se consideró que arbolado con 25 cm

de diámetro poseía un número suficiente de anillos para realizar la comparación

entre sitios. El tamaño de individuos en muchos de los casos depende de

encontrar un patrón de crecimiento, lo cual está en función de la especie y del

sitio (Villanueva et al., 2009a).

Establecimiento de parcelas para la información

complementaria

La densidad es considerado un elemento clave relacionado con el crecimiento de

los individuos, sin embargo, carece de significancia práctica, si no se expresan

las dimensiones de la masa forestal (Corvalán y Hernández, 2006). El diámetro

es generalmente utilizado como indicador de tamaño de los individuos, aparte de

que es sensible a cambios ambientales y a la densidad del rodal, característica


87

que lo vuelve idóneo para el análisis de la condición del bosque (Gadow et al.,

2001).

Para tener una mejor idea del establecimiento de arbolado a partir de la fecha de

resguardo, se utilizó la edad de la especie más abundante con formación de

anillos de crecimiento que fue el P. pseudostrobus.

El número de individuos y especies presentes en los sitios de estudio, se

cuantificó en 4 parcelas de dimensiones fijas de forma circular, distribuidas

sistemáticamente en cada área (resguardo y control), cuya dimensión fue de

1000 m2, dando un margen de compensación de acuerdo a la pendiente (Figura

29); con rango de altitud entre 1580-1680 msnm y una orientación Norte, NE o

NW en cada caso.

a) El muestreo se realizó al considerar árboles con diámetros ≤ a 5 cm de

diámetro a la base, cuantificando todas las especies presentes.

b) Se definió como arbolado juvenil, aquel, cuyo diámetro fue ≤ 5 cm a la base

(30 cm del suelo) (Figuras 29a).

c) El arbolado mayor fue aquel cuyo diámetro fue ≤5 cm. a una altura de 1.30 m

del suelo.

Para la definición de edades, se clasificó al arbolado mayor en categorías

diamétricas de 5 cm. a éstos se les extrajo un núcleo de crecimiento a una altura

de 1.30 m y una más a la base (0.30 m), procurando en cada caso interceptar la

médula (Figura 29b).


88

Variables dasométricas

Se tomaron las variables dasométricas diámetro y especie, así como las

características de los sitos tales como altitud, pendiente, exposición,

coordenadas (Figura 30). La dirección de muestreo fue tomada de acuerdo a las

manecillas del reloj, registrando cada uno de los individuos dentro de un radio de

17.84 (1000 m2).

Figura 29a. Toma de arbolado juvenil a 0.30 m suelo, con un diámetro ≤ 5 cm.

29b. Médula interceptada


89

Figura 29. Parcela circular de 1000 m2 establecida para cada área de estudio (resguardo y control).

Trabajo de Laboratorio

Lijado y pulido de muestras

Las muestras de los incrementos anuales obtenidas tanto en el muestreo para el

análisis de crecimiento, como las obtenidas en las parcelas circulares para

determinación de la edad, siguen una serie de procesos; es decir obtención de

las muestras con taladro, transporte al laboratorio, montado en molduras

especiales, lijado y pulido de acuerdo a técnicas dendrocronológicas

convencionales (Stokes y Smilley, 1968).

Datado de las muestras para análisis de crecimientos

El clima afecta de manera uniforme a todos los árboles de una misma región,

razón por la cual, sucede una sincronía entre los crecimientos anuales dentro de

un área específica (Fritts, 1976). Este principio permite el datado exacto del

crecimiento al año de su formación.


90

Para el fechado de los anillos de crecimiento, se realizó una comparación entre

las series de crecimiento, logrando un pre-datado de las muestras. El datado final,

para las muestras de cada área, se llevó a cabo una vez que las series fueron

medidas y verificadas con el programa COFECHA (Grissino-Mayer, 2001).

Metodología de análisis de crecimientos de P. pseudostrobus

Obtención del Incremento en Área Basal (BAI)

Para detectar la señal ejercida sobre el crecimiento del arbolado en el área de

resguardo, se utilizó el Incremento en Área Bisimétrica (BAI, por sus siglas en

inglés Basal Area Increment): Su aplicación permitió minimizan el efecto de la

edad y a la vez mantener las tendencias de alta y baja frecuencia de las series

de crecimiento (Biondi y Qedan, 2008) permitiendo el análisis de la influencia de

ambas señales en las cronologías para cada área.

El proceso de estandarización para eliminar el efecto de la edad sobre los

crecimientos, se realizó al distribuir los crecimiento acumulativos (anillos medidos

y fechados) sobre una superficie constante, dada por el diámetro; lo anterior es

recomendable hacerlo en zonas áridas o templadas, donde la producción de

madera en la etapa inicial o juvenil es mayor que en la etapa de madurez o

senectud (Biondi y Qedan, 2008).

Mediante la aplicación del BAI, el grosor de los anillos (mm), se convirtió en series

de crecimiento en mm2, mediante la siguiente ecuación.

� = � − −

Donde:

BAI= Incremento en área basal (cm2 por año-1)


91

π = constante matemática pi (3.1416)

r= Radio del árbol (cm)

n= año de formación

La aplicación de la ecuación se realizó en el software estadístico R, versión 3.2.2,

a través del uso del paquete dplR, con el cual se estandarizó y promedio cada

serie obteniendo una cronología para cada área considerada (resguardo y

control).

Determinación del Porcentaje de Cambio en el Crecimiento

Al considerar que el BAI incluye tanto información climática como efectos de la

dinámica del bosque, se procedió a utilizar un filtro, que resaltara el decrecimiento

o supresión en los anillos de crecimiento (Figura 31).

Figura 30. Ejemplos de problemas de supresión y liberación en un núcleo de crecimiento.

Para ello, se utilizó una técnica denominada “Porcentaje de Cambio de

Crecimiento”, generalmente aplicado en detección de supresiones o liberaciones


92

a partir de cálculo en el cambio porcentual en cada uno de los crecimientos de

anillos de árboles. El método supone que los árboles tienen un tiempo de

reacción de un año, ente un evento que pudo propiciar un cambio en el

crecimiento (Lomier, 1985; Nowacki y Abram, 1997).

Nowacki y Abram (1997) indican que este puede ser aplicado en un periodo de

10 años, dado que en intervalos menores podrían verse afectados por

variaciones climáticas, de sequias persistentes de 2 o más años. Sin embargo,

diferentes trabajos lo han aplicado ampliamente para evidenciar el efecto en

eventos ecológicos endógenos (competencia, ataque plagas, incendios) o bien

para estudiar los crecimientos de especies tolerantes e intolerantes; la duración

de un periodo de supresión o liberación varía de acuerdo a la naturaleza del

evento, por lo que diversos autores lo utilizan en un periodo de sostenimiento

entre 8, 5 o inclusive 16 años (Locher, 2005; Lamas y Rozas; 2007; Szejner,

2007).

Se entiende como (liberación) o decrecimiento (supresión) mayor a un 25 % y

definiendo por completo al llegar a un 100 %; el valor del cambio dependerá de

la magnitud y la naturaleza del mismo, éste cambio debe ser sostenido por lo

menos 5 años o bien un periodo predefinido (Kitzberger et al., 2000). En el

presente trabajo, la ecuación se orientó a resaltar las supresiones en crecimiento,

en un periodo sostenido por 10 años consecutivos.

Para determinar períodos de supresión o liberación, en la serie BAI y para un año

particular, se seleccionaron los 10 años previos y posteriores al año de

crecimiento. La elección de 10 años, significaría en este caso, que el crecimiento

medio de diez años es menor al crecimiento medio de los 10 años siguientes. En


93

teoría, los anillos de las últimas décadas tendrían un portaje de cambio mayor

(con tendencia a disminuir) que los anillos anteriores al resguardo.

La ecuación que se utilizó para su implementación fue la desarrollada por

Nowacki y Abrams, (1997).

%CC = (M1 – M2)/M2*100 S

Donde:

M1= Mediana de 10 años anteriores

M2= Mediana de 10 años posteriores

De esta forma, la detección de una disminución en el crecimiento resulta del

cálculo de la mediana de 10 años anteriores y 10 años subsecuentes, donde “M1”

es igual al promedio de los 10 años previos y “M2” es el promedio de los 10 años

siguientes; por ejemplo, para calcular el porcentaje de cambio en crecimiento del

año 1960 “M1” corresponde al periodo 1951 a 1960 y “MI2” corresponde al

periodo 1961 – 1970, el valor más alto de cambio en el crecimiento, indica los

años en que se registró una fuerte supresión en los crecimientos (Nowacki y

Abrams, 1997).


94

Relación entre el clima y el BAI del área de resguardo y

control

Tomando en consideración la influencia del clima al utilizar el BAI, se exploró la

relación entre los mismos. Para ello, se emplearon los datos climáticos de la

estación meteorológica Iturbide, Nuevo León, con una extensión de 50 años

(1960-2009). En general, para las dos áreas, la asociación entre el BAI y la

precipitación promedio anual, tuvo una asociación muy baja, por lo que se decidió

asociarlo con la precipitación acumulada enero-julio, siendo este periodo, al que

responde el crecimiento de la especie P. Pseudostrobus (Capítulo I).

La asociación entre ambas variables, se enfocó en el periodo anterior al

resguardo y posterior al mismo. Esto con la finalidad de entender el

comportamiento de los crecimientos con respecto al clima, antes y después de la

protección. Por lo que en el área control, se realizó el mismo procedimiento.

Metodología para el análisis de la información complementaria

Listado florístico

Para definir la especie con mayor presencia e identificar las especies

coexistentes dentro de las dos áreas, se consultó en primera instancia el listado

de especies para la región. Se identificaron algunas especies en el Laboratorio

de Botánica de la Universidad Autónoma de Agraria Antonio Narro, y a la vez, se

consideraron trabajos realizados para el área de estudio (Salinas, 2012 y Rubio,

2013).


95

La identificación de las especies permitió definirla en términos de riqueza y

cuantificarla en forma porcentual, de acuerdo a su presencia en las parcelas

estudiadas.

Determinación del número de individuos por hectárea

Los diámetros de todas las especies presentes, se ordenaron y cuantificaron en

categorías de 5 cm. y se realizó la extrapolación a una hectárea con base a la

superficie muestreada de 4000 m2 en cada una de las áreas.

El mismo procedimiento se realizó con los diámetros de P. pseudostrobus al

considerar que fue la de mayor importancia dentro del área (Rubio, 2013).

Estimación de la edad de los árboles y densidad

La estimación de la edad de los árboles se realizó con base a la determinación

de la fecha exacta de formación de cada crecimiento y la identificación de anillos

falsos y ausentes. La edad fue estimada con facilidad para aquella muestras con

presencia de la médula y obtenidas cerca de la superficie del suelo (0.30 m). Para

las muestras donde no se obtuvo la médula, se realizó una estimación de los

anillos faltantes con base al crecimiento de los últimos 10 anillos internos de la

muestra. La edad del individuo consistió en la sumatoria de los anillos estimados,

más los cuantificados en el núcleo de crecimiento (Bosch y Gutiérrez, 1999).

Las edades de los individuos se agruparon por categorías diamétricas para el

sitio reguardado y sin resguardo.


96

Metodología para los análisis estadísticos

La asociación entre el diámetro con la edad fue evaluada para cada sitio de

estudio, con un análisis de correlación.

Se comparó gráficamente la distribución de los diámetros, utilizando para ello, un

gráfico de caja o “boxplot”; la diferencia estadística entre diámetros se realizó

mediante una prueba no paramétrica.

De igual manera, la diferencia de incrementos en área basimétrica para ambos

áreas, se realizó siguiendo el mismo procedimiento. El análisis se realizó para el

periodo total 1920 a 2014 y luego en 4 subperiodos; es decir, 1900-1924, 1925-

1954, 1955-1984, 1985-2014. El procedimiento en el análisis se llevó a cabo de

acuerdo a trabajos similares (Lamas y Rozas, 2007).

Se realizó lo mismo específicamente para el área de resguardo, previo al período

de protección (1955-1984) y posterior al mismo (1985-2014). Para lo cual, se

realizó una comparación de medias de crecimiento antes y después del

resguardo, información que se presenta de forma gráfica y que a la vez se verificó

con una prueba estadística no paramétrica.


97

2.7 RESULTADOS

Análisis de los crecimientos de Pinus pseudostrobus

Resultados del Programa COFECHA

En el área de “control” se colectaron 52 árboles, de los que se obtuvieron de 2 a

3 núcleos de crecimiento. La cronología BAI se realizó a partir de 38 series,

procedentes de 29 árboles, los resultados del programa COFECHA indican una

intercorrelación entre series de 0.68, con una extensión de 115 años (1900 a

2014). El menor tamaño de muestras se tuvo para el período 1900-1920 (Figura

32a).

En el área de “resguardo” se muestrearon 76 árboles, de los cuales se logró datar

sólo 34, la cronología BAI se integró con 48 series, con una intercorrelación entre

series de 0.64 y una longitud de 120 años (1895 a 2014). El menor tamaño de

muestras se tuvo para el período1895 a 1920, con sólo 10 muestras (Figura 32b).

Figura 31a Número de muestras Área

Control”.

BAI_mm2= Incremento en Área Basimétrica en mm2, Sample

depth=Número de muestras, Year = Año calendario.

Figura 32b. Número de muestras “Área

Resguardo”.

BAI_mm2= Incremento en Área Basimétrica en mm2, Sample

depth=Número de muestras, Year = Año calendario.


98

Al datar las muestras pertenecientes al área de “resguardo”, se detectó un total

de 140 anillos perdidos, mientras que en el área de “control” fue solo de 80 anillos.

Comparación de cronologías BAI en área control y resguardo

Una vez datadas las muestras, se procedió a realizar las cronologías BAI. Los

resultados indican que los incrementos en el área de “resguardo” fueron menores

que los del área de “control” durante el periodo 1920 a 2014.

La comparación visual de ambas series denota un mismo patrón de crecimiento,

con periodos con incremento similar; es decir, 1960-1978 y específicamente en

el año 1982. A partir de 1984 al 2014 se detectó una disminución en crecimiento

para las dos áreas, aunque en ambos sitios, las cronologías mostraron un mismo

patrón de crecimiento (Figura 33).

Figura 32. Asociación entre lascronologias de BAI del área de resguardo y control, respectivamente

Las cronologías generadas para ambos sitios se compararon con la cronología

desarrollada para reconstrucción climática (Capítulo I) y evitar errores de

fechado. Se determinó una sincronía similar para las tres cronologías, verificando


99

de esta manera un patrón de crecimiento fundamentado en una cronología bien

fechada (Obtenida el Capítulo I del presente trabajo) (Figura 34).

Figura 33. Asociación entre las cronologia BAI y la cronología desarrollada con fines de reconstrucción climática.

Comparación del Porcentaje de Cambio en el Crecimiento

La supresión evidenciada en las muestras pertenecientes al área protegida se

muestra gráficamente (Figura 33) y físicamente en muestras obtenidas en las dos

áreas (Figura 35).

Figura 34. Comparación de los crecimientos entre el área de resguardo y de control.


100

El análisis del Porcentaje de Cambio en el Crecimiento, se llevó a cabo para la

cronología BAI en el periodo 1920-2014, en el lapso en el cual el tamaño de

muestra fue mayor (Figura 32a y 32b).

La generación de una nueva serie de crecimiento derivada de aplicar la técnica

de Porcentajes de Cambio en el Crecimiento fue reducida en longitud, esto como

resultado de la comparación de 10 añillos previos y 10 anillos después, por lo

que, la extensión de la nueva serie se extendió de 1930 a 2005, no obstante, el

período utilizado con fines comparativos en la gráfica fue de 1950 a 2005,

considerando que la supresión más evidente para las dos áreas ocurrió en las

últimas décadas.

El análisis de la series indicó una reducción en crecimiento para ambas áreas del

50% para los últimos años, iniciando en 1987 y terminación en 2001. El cambio

más drástico ocurrió en 1993 con 100% de cambio.

La diferencia entre ambas series fue más bien en magnitud y este cambio fue

más marcado en el área resguardo, particularmente en los años de 1987 al 1988

y 1993.

Para el área control se determinó una reducción en crecimiento en la década de

1950; mientras que para el área resguardo, esta disminución fue muy similar

específicamente para el periodo de tiempo en conflicto (Figuras 36 y 37).


101

Figura 35. Porcentaje de Cambio del Creciminto área Control

Figura 36. Porcentaje de Cambio del Creciminto área resguardo.

En las dos áreas se determinó una asociación con los datos climáticos de la

estación de Iturbide; sin embargo, la mayor correlación (r= 0.43) se obtuvo para

el área control en el periodo 2010-1985, mientras que la más baja se detectó en

el período 1960-1984. En el área de resguardo de ésta asociación fue mínima en

ambos periodos (Figuras 38a y 38b).


102

Figura 37a y b. Asociación entre los datos climatico y el BAI del área Control

Figura38b. Asociacion entre los datos climatico y el BAI del área Resguardo

Información complementaria

Florística

En términos de riqueza, el listado para las dos áreas demostró que P.

pseudostrobus representa aproximadamente el 50 % con respecto a las especies

encontradas en ambas áreas; la especie que le sigue en riqueza fue Juniperus

fláccida y posteriormente un grupo de Quercus, entre los que destacan en orden

de importancia Quercus canbyi y Quercus polymorpha (Figura 39).

Comportamiento de diámetros del total de las especies

El análisis de los diámetros considerando el total de especies registradas en las

dos áreas, presentó una distribución de “j” invertida, en donde el arbolado menor,

tuvo el mayor número de individuos. Las categorías con mayor densidad fueron

la juvenil, diámetros ≤ 5 cm a la base, al igual que las categorías diamétricas de

5, 10, 15 y 20 cm, y es a partir de esta última categoría, que la densidad disminuyó

notablemente para ambas áreas (Figura 39).


103

El área control tuvo una distribución de diámetros muy amplia, con la presencia

de clases desde ≤ 5 cm hasta 70 cm; en general, el sitio exhibe un número menor

de individuos en la mayoría de las categorías diamétricas, excepto en la categoría

de 5 cm, aunque es de notarse que presenta individuos en las categorías de 55,

60, 65 y 70 cm a excepción del área de resguardo (Figura 39).

El área de resguardo presentó una distribución diamétrica de menor extensión

que el área control, con categorías que fueron desde la juvenil hasta la clase de

50 cm. Ésta área exhibió mayor número de individuos en las categorías de:

juvenil, 10, 15, 20, 25, 30 y 35 cm., así como menores individuos en las categorías

40, 45 y 50 cm., respecto al área control (Figura 39).

Figura 38. Porcentaje de las especies presentes, número de individuos y categorías diamétricas en el área control y resguardo, respectivamente. C.D = Categoría Diamétrica.


104

Comportamiento de diámetros del Pinus pseudostrobus

El comportamiento de los diámetros específicamente para P. pseudostrobus fue

diferente con respecto a la estructura que involucra los diámetros del total de las

especies encontradas.

En general, para las dos áreas, la distribución de diámetros ordenada en

categorías de 5 cm, se presentó desde las categorías menores (juvenil) hasta la

categoría de 50 cm., la presentación de las mismas fue continua, mostrando un

mayor amplitud diamétrica con respecto al área control (Figura 40).

La gráfica indica que para el área control, el pino se presenta con un mayor

número de individuos en las primeras categorías (Juvenil, 5 y 10); mientras que

en las categorías siguientes 15, 20, 25, 30 y 35 cm, el área de resguardo muestra

dominancia (Figura 40).

Relación Diámetro-Edad del Pinus pseudostrobus

Con el objetivo de identificar las edades del arbolado presente en el periodo de

reguardo 1985-2014. Se procedió a realizar una asociación entre el diámetro y la

edad, considerando 30 individuos para cada área.

Para el área de resguardo, la asociación entre el diámetro y la edad de P.

pseudostrobus mostró un coeficiente de determinación de 0.77; en tanto que para

el área control fue de 0.79. Lo anterior permitió categorizar la edad del arbolado

en base al diámetro y realizar promedios entre ambas áreas (Figura 40). La

grafica evidencia que los individuos con edades de 30 años y menores, se ubican

en las categorías diámetricas de arbolado juvenil y de 5 cm, los individuos

incorporados en los años en los que ocurrió el resguardo. En el área control estos


105

individuos (Juvenil y C.D = 5 y 10) presentaron una mayor densidad con respeto

al área de resguardo (Figura 40).

Figura 39. Distribución de clases diamétricas y promedio de edad del arbolado de P. pseudostrobus en el área control y resguardo. C.D= Categoría diamétrica.

Resultados Estadísticos

Diámetros para el total de las especies presentes por área

Tanto la gráfica de cajas como la estructura de diámetros, muestra como la

concentración en el número mayor de individuos fue similar en ambas áreas; sin

embargo, es notorio que el área de resguardo presenta individuos con diámetros

mayores que el área control (Figura 41), por lo que la prueba estadística no

paramétrica Mann de Whitney-Wilcoxon para muestras independiente reveló una

diferencia significativa (P< 0.001) entre los diámetros del total de especies

encontradas.


106

Figura 40. Diferencia de diámetros del total de las especies presentes en los sitios control y resguardo.

Diámetro de Pinus pseudostrobus

Específicamente para el pino, el área de resguardo mostró individuos de P.

pseudostrobus de mayores diámetros en comparación al área control, en donde

predominaron clases juveniles, con pocos individuos de diámetros mayores

(Figura 42). La prueba no paramétrica reveló diferencia significativa entre las dos

áreas (P<0.000).

Figura 41. Diferencia en diámetros de Pinus pseudostrobus para el área control y resguardo.


107

Incremento en Área Basimétrica del Pinus pseudostrobus

El Incremento en Área Bisimétrica del ola zona de resguardo, indicó una

disminución en sus crecimientos, respecto el área control, ésta diferencia fue

altamente significativa (P<0.000) en todo el periodo analizado 1900-2014 (Figura

43). De igual manera, ocurrió en los subperiodos1900-1924, 1925-1954, 1955-

1984 y 985-2014. Lo anterior se realizó utilizando la prueba no paramétrica Mann

Whitney con muestras independientes.

Específicamente para el área de resguardo, se utilizó la misma prueba no

paramétrica pero con muestras pareadas, la cual comprobó un diferencia

significativa (P<0.001) en el periodo anterior al resguardo de 1955-1984 y

posterior al mismo 1985-2014 (Figura 44). Aceptando en esta parte la hipótesis

planteada para el presente trabajo.

Figura 42. Diferencia del BAI en todo el periodo total de la cronología (1900- 2014).


108

Figura 43. Diferencia del BAI antes (1955-1984) y después (1985-2014) del reguardo.


109

2.8 DISCUSIÓN

Análisis de la Información complementaria

La comparación entre los diámetros de todas las especies encontradas en las

dos áreas, reveló una diferencia significativa; ésta diferencia mostró para el área

control dos estratos de arbolado, uno con arbolado menor 28 cm y otro estrato

que presenta el arbolado de 29 a 70; también presentó un alto número de

individuos en categorías menores (Figura 39), lo que supone, una mayor

cantidad de espacio y luz, el cual sólo podría ser aprovechado por especies con

altas demandas de la misma, tales como los pinos (Figura 40).

El análisis de diámetros realizado específicamente para P. pseudostrobus mostró

una mayor cantidad de individuos en las edades menores a 30 años (Figura 40)

en comparación con el área de resguardo, dejando en claro que, el área control

se define como una área abierta de menor densidad, cuyas condiciones

permitieron el establecimiento o reclutamiento del pino desde hace

aproximadamente 60 años (Figura 40), siendo ésta situación la que permitió un

mejor crecimiento para las últimas décadas, y razón por la cual, se atribuye esta

diferencia significativa al comprarla con el área protegida (Figura 33).

Trabajos realizados específicamente para el Bosque Escuela indican una

asociación espacial entre el P. pseudostrobus y Quercus canbyi, las cuales son

las especies más representativas del área (Rubio 2013); en donde el pino

constituye un 44% de total de individuos con respecto a las demás especies, lo

anterior es relevante, dado que la abundancia de una misma especie, puede ser

indicativo de cierta competencia, ocasionada por la demanda de los mismos

requerimientos nutricionales (Gadow et al., 2001) más aún si ésta ha estado bajo

protección por casi tres décadas.


110

No obstante, ésta demanda por recursos puede ser mayor, dado que el pino

presenta relaciones inter-específicas con el Quercus canbyi (Rubio 2013),

deduciendo con esto que comparten recursos; por otra parte, un mayor número

de especies fue registrado para el área protegida (Figura 39) por lo que se

concluye que existe una fuerte demanda sobre los recursos compartidos con

otras especies, que si bien no presentan relaciones directas como el caso del

Quercus, coexisten dentro de la misma área, en la cual tanto el recurso hídrico

como el nutricional son demandantes.

Esta información conlleva a indicar que existen mejores condiciones dentro del

área control para un mayor crecimiento de P. pseudostrobus en comparación al

área de resguardo.

Datado de las muestras

La intercorrelación entre series para las dos áreas, presenta correlaciones bajas

(control r=0.68; resguardo= r= 0.64) en comparación a otras coníferas (Grisino-

Meyer, 2001). Sin embargo, ésta intercorrelación relativamente baja, puede tener

el efecto de factores endógenos presentes en cada área. En el caso específico

de la zona protegida, la inaccesibilidad y la densidad pudieran ser la causa de

ésta baja sincronización entre los crecimientos (Kitzberger et al, 2000); mientas

que para el área control, la extracción de leña, tierra de monte y el pastoreo son

actividades comunes del ejido. Por lo que se concluye que, las actividades

propias de cada área debidas a factores no atribuidos al clima, afectaron la

variación de cada individuo, provocando una baja sincronía entre crecimientos

(Villanueva et al., 2009a).

La incidencia de anillos perdidos en el área de resguardo, fue la razón por la cual

se utilizó un mayor número de muestras (48 series) para el datado, en


111

comparación con el área control (38 series). Las dificultades para la realización

del datado de las muestras del área de resguardo reflejado en la ausencia de

anillos para las últimas décadas, indicando el efecto de la densidad sobre los

crecimientos e indirectamente el efecto de la protección.

Análisis sobre los crecimientos de Pinus pseudostrobus

La utilización de un área control, que posee menor densidad de individuos, en

comparación con el área protegida, evidenció un incremento basimétrico menor

para el área bajo protección, atribuida también a cierta inaccesibilidad al poblado

más cercano, así como al resguardo ocurrido a lo largo de 30 años.

La aplicación del “Porcentaje de Cambio en el Crecimiento” mostró para las dos

áreas un periodo de reducción en el incremento anual de las últimas décadas

(Figura 36 y 37), situación que de acuerdo al historial y densidad, era esperado

sólo para el área de resguardo. Lo anterior, permitió deducir que el factor

climático adverso podría ser el causante de esta disminución en los crecimientos

para las últimas décadas.

Por lo que al correlacionar las cronologías BAI con la base de datos climáticos,

ésta no mostró una correlación alta (Figura 38a y 39b) para ninguna de las dos

áreas. Lo anterior se adjudica a que el BAI incluye variación de baja y alta

frecuencia (Piovensan et al., 2008) es decir, la variación relacionada con el clima,

pero también a variaciones locales. En este sentido, estudios que han utilizado

el BAI para analizar la competencia y el clima, indican que el impacto de ruidos

ecológicos como la competencia, afectan la respuesta del crecimiento al clima

(Piovesan et al., 2008). Es decir, que la respuesta al clima no es bien registrada

por los crecimientos, sí ésta presenta fuertes señales de tipo ecológico. Por lo

que la corroboración del factor climático, se llevó a cabo con datos históricos. Así,


112

Ortega et al. (2011) reporta una fuerte sequía de aproximadamente de14 años

consecutivos para la región. Además de que, en el presente estudio dentro del

primer capítulo se reconstruye un periodo seco de precipitación de 1992-2009, el

cual es sustentado por diferentes autores en estudios dendrocronológicos para

el noreste de México (Cerano et al., 2011a; Cerano et al., 2011b; Constante et

al., 2009b; Villanueva et al., 2007; Villanueva et al., 2009b); estos antecedentes

justifican, el por qué, el porcentaje de cambio fue similar en las dos áreas,

específicamente para el periodo 1992 al 2014).

Para comprobar la hipótesis planteada se compararon los incrementos en área

basimétrica antes del resguardo (1955-1984) y después al mismo (1985-2014)

(Figura 44), determinando una fuerte una disminución en el último periodo

perteneciente al área de protegida. Diferencia que resultó ser estadísticamente

significativa (P<0.001). Por lo que la hipótesis planteada podría ser aceptada, ya

que los crecimientos fueron mayores antes y menores después del reguardo.

Dejando en claro que, el efecto de la densidad ocasionada por el resguardo,

influyó sobre los incrementos anuales. Sin embargo, no se puede dejar de lado

el efecto del clima, dado que las dos fuerzas evidentemente fueron las

responsables de la fuerte supresión en los crecimientos del área protegida en las

últimas décadas.


113

2.9 CONCLUSIÓN

El análisis de diámetros y densidad demostró que existen mejores condiciones

dentro del área control para un mayor crecimiento de P. pseudostrobus en

comparación al área de resguardo.

La disminución en los crecimientos para el área control y resguardo en el período

1984-2014, sugiere la influencia de un factor común atribuido al clima,

corroborado con datos históricos.

Las diferencias encontradas para el incremento anual, no sólo fue para las

últimas décadas después de la protección, sino que se extendió dese 1900 a la

fecha, revelando que el área aún sin previa protección tuvo poco disturbio antes

de 1980, atribuido a la poca accesibilidad del ejido más cercano.

Por lo que, la supresión de los crecimientos observado en las últimas décadas

en el área protegida, no fue sólo efecto del resguardo, sino también se debió a la

interacción de factores climáticos y la dinámica del sitio.

Ésta situación puede generar a corto plazo problemas graves de sanidad en el

arbolado, disponibilidad de nutrientes y riesgo en la incidencia de incendios de

alta intensidad debido a la acumulación de combustible, con efectos no

deseables en el ecosistema, por lo que se deben de tomar las medidas

pertinentes de prevención.


114

2.10 RECOMENDACIONES

Aunado a la solidificación de estudios de dinámica con análisis

dendrocronológicos de los sitios estudiados, se recomienda implementar

estudios adicionales sobre índices de competencia, análisis de cobertura y

balances de energía.

Este tipo de estudios se recomienda aplicarlos en áreas naturales protegidas de

México, donde la problemática puede ser semejante a la observada en el

presente estudio.


115

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